1º EE de Física 3 da UFPE - 2018.1

A estrutura ilustrada na figura abaixo é composta por três barras isolantes, uma semicircular de raio , e duas retilíneas e que são perpendiculares entre si. As três barras apresentam uma densidade linear de carga constante e positiva . O ponto é o centro do semicírculo e a origem do sistema de coordenadas -.

1. Calcule o vetor campo elétrico produzido apenas pela barra semicircular no ponto .
2. Calcule o vetor campo elétrico produzido por ambas as barras retilíneas e , no ponto .
3. Se colocamos uma carga pontual negativa no ponto , em que direção e sentido esta carga vai se mover? Explique sua resposta.

Dado:

Um cilindro maciço infinito, não condutor, de raio , apresenta uma densidade volumétrica de carga variável dada por :

onde é uma constante positiva e é a distância ao eixo de simetria do cilindro (veja figura abaixo). Nestas condições, calcule:

1. A carga elétrica numa porção finita do cilindro, que tenha comprimento .
2. O módulo do campo elétrico para .
3. O módulo do campo elétrico para .

Considere um dipolo elétrico formado por duas cargas de módulo e com sinais opostos, separadas por uma distância . O módulo da posição radial a uma ponto genérico , definida em relação à origem localizada no centro do dipolo, é dado por , que, por sua vez, define o ângulo em relação ao eixo do dipolo (veja figura abaixo).

1. Num ponto para o qual , calcule o potencial elétrico gerado pelo dipolo em função de e do momento de dipolo .
2. A partir do resultado do item a), calcule a componente radial do vetor campo elétrico gerado pelo dipolo no ponto .
3. Para uma distância , em que regiões do espaço a componente radial do campo elétrico atinge valores máximos? Discuta seu resultado usando o conceito de linhas de campo elétrico.