FSICA TERICA E EXPERIMENTAL III LISTA DE EXERCCIOS SEMESTRE 2008/2 CAP. 23- LEI DE GAUSS HALLIDAY 7 EDIO 1/2 1(1H)- A superfcie quadrada da figura abaixo tem 3,2 mm de lado e est imersa em um campo eltrico uniforme de mdulo E = 1800 N/C e com linhas de campo fazendo um ngulo de 35 com a normal, como mostra a figura. Tome esta normal como apontando "para fora", como se a superfcie fosse a tampa de uma caixa. Calcule o fluxo eltrico atravs da superfcie

2. (9 H) Observa-se experimentalmente que o campo eltrico em uma certa regio da atmosfera terrestre aponta verticalmente para baixo. A uma altitude de 300 m, o campo tem um mdulo de 60,0 N/C; a uma altitude de 200 m, o mdulo 100 N/C. Determine a carga em excesso contida em um cubo de 100m de lado, com faces horizontais a 200 e 300 m de altitude. 3. (15H) Uma esfera condutora uniformemente carregada com 1,2 m de dimetro possui uma densidade superficial de cargas de 8,1 C/m2. (a) Determine a carga da esfera. (b) Determine o fluxo eltrico atravs da superfcie da esfera. 4. (17H) Os veculos espaciais que atravessam os cintures de radiao da Terra podem interceptar um nmero significativo de eltrons. O acmulo de cargas resultante pode danificar componentes eletrnicos e prejudicar o funcionamento de alguns circuitos. Suponha que um satlite esfrico feito de metal, com 1,3 m de dimetro, acumule 2,4C de carga. (a) Determine a densidade superficial de cargas do

satlite. (b) Calcule o mdulo do campo eltrico nas vizinhanas do satlite devido carga superficial. 5. (20H) A figura abaixo mostra uma seo de um tubo longo de metal, de parede fina, com um raio R = 3,00 em e uma carga por unidade de comprimento = 2,00 X 10-8 C/m. Determine o mdulo E do campo eltrico a uma distncia radial (a) r = R/2,00; (b) r = 2,00R. (c) Faa um grfico de E em funo de r para 0 r 2,00R.

6. (27 H)A figura a seguir uma seo de uma barra condutora de raio R1 = 1,30 mm e comprimento L = 11,00 m no interior de uma casca coaxial, de paredes finas, de raio R2= 10 R1 e mesmo comprimento L. A carga da barra Q1 = +3,40 X 10-12 C; a carga da casca Q2 = -2,00 Q1. Determine (a) o mdulo E e (b) a direo (para dentro ou para fora) do campo eltrico a uma distncia radial r = 2,00R2. Determine (c) E e (d) a direo do campo eltrico para r = 5,00 R1. Determine a carga (e) na superfcie interna e (f) na superfcie externa da casca.

7. (35 H) Na figura abaixo duas placas finas, de grande extenso, so mantidas paralelas e uma pequena distncia uma

FSICA TERICA E EXPERIMENTAL III LISTA DE EXERCCIOS SEMESTRE 2008/2 CAP. 23- LEI DE GAUSS HALLIDAY 7 EDIO 2/2 da outra. Nas faces internas, as placas possuem densidades superficiais de cargas de sinais opostos e valor absoluto 7,00 X 10-22C/m2. Na notao de vetores unitrios, determine o campo eltrico (a) esquerda das placas; (b) direita das placas; (c) entre as placas.

8. (47 H)Na figura a seguir, uma casca esfrica no-condutora com um raio interno a = 2,00 cm e um raio externo b = 2,40 cm possui uma densidade volumtrica uniforme de cargas positivas = A/r, onde A uma constante e r a distncia em relao ao centro da casca. Alm disso, uma pequena esfera de carga q = 45,0 x 10-15 C est situada no centro da casca. Qual deve ser o valor de A para que o campo eltrico no interior da casca (a r b) seja uniforme?

9. (49H) Na figura seguinte, uma esfera macia de raio a = 2,00 cm concntrica com uma casca esfrica condutora de raio interno b = 2,00a e raio externo c = 2,40a. A esfera possui uma carga uniforme q1 = +5,00 x 10-15 C e a casca possui uma carga q2 = - q1. Determine o mdulo do campo eltrico (a) em r = 0; (b) em r = a/2,00; (c) em r = a; (d) em r = 1,50a; (e) em r = 2,30a;

(f) em r = 3,50a. Determine a carga (g) na superfcie interna e (h) na superfcie externa da casca.

10. (50 H)A figura a seguir mostra uma casca esfrica com uma densidade volumtrica de cargas uniforme = 1,84 nC/m3, raio interno a = 10,0 cm e raio externo b = 2,00. Determine o mdulo do campo eltrico (a) em r =0; (b) em r = a/2,00; (c) em r = a; (d) em, = 1,50a; (e) em r = b; (f) em r = 3,00b.

11. Um cilindro infinitamente longo de raio R contm uma distribuio uniforme de cargas. (a) Mostre que, a uma distncia r < R do cilindro,

E = 02

r Onde a densidade volumtrica de cargas. (b) Escreva uma expresso para E quando r > R.