1º EE de Física 3 da UFPE - 2018.2

Na figura abaixo, duas cargas pontuais estão separadas por um distância . Uma terceira carga pontual é colocada na linha que passa pelo centro do segmento que conecta as cargas . Sabe-se que a carga está fixa e que se localiza a uma distância , perpendicular ao segmento horizontal de comprimento .

1. Calcule o vetor força elétrica total (módulo, direção e sentido) que as cargas exercem na carga .
2. Calcule para que valor da distância o módulo da força total na carga é máxima.
3. Esboce um gráfico representando como o módulo da força total varia com a distância , onde .

A figura abaixo representa uma esfera maciça não-condutora, de raio e densidade volumétrica de carga constante . Tal esfera maciça está envolvida por uma casca esférica concêntrica, também não-condutora, de raio interno e raio externo . A casca esférica tem uma carga elétrica uniformemente distribuída em toda sua extensão. A distância radial ilustrada na figura (segmento reto tracejado) pode variar no intervalo , onde localiza o centro comum da esfera maciça e da casca esférica. Além disso, uma carga pontual está fixada num ponto localizado entre a esfera maciça e a casca esférica, onde . Nestas circunstâncias, calcule:

1. O módulo do campo elétrico em um ponto no interior da esfera maciça, onde .
2. O módulo da força elétrica total sentida pela carga que está na região onde .
3. Para que valor da carga da casca o fluxo elétrico total através da superfície esférica tracejada de raio ilustrada na figura é nulo?

A figura abaixo ilustra um disco circular não-condutor oco, de raio interno , raio externo e centro , que tem uma densidade superficial de carga constante . O ponto está localizado a uma distância do ponto e o segmento define o eixo de simetria que passa pelo centro do disco oco, sendo perpendicular ao plano do disco. Considere que o potencial elétrico é zero no infinito, ou seja, . Nesta situação, calcule:

1. O potencial elétrico no ponto .
2. O vetor campo elétrico (módulo, direção e sentido) no ponto .
3. A energia potencial elétrica adquirida por uma carga pontual que seja colocada no ponto .