P1 de Física 3 da UNICAMP - 2011.2 Diurno

Uma carga puntiforme está no centro de uma camada esférica condutora de raio interno e raio externo , carregada com uma carga .

Utilizando a Lei de Gauss, determine o campo elétrico , para e , onde é a distância ao centro da camada;

Obtenha as cargas nas superfícies interna e externa da camada esférica e suas respectivas densidades de cargas nelas;

Um disco de raio oco, de raio interno e raio externo conforme mostrado na figura abaixo, possui uma distribuição superficial de carga expressa por , onde é uma constante com unidade de carga por unidade de área.

Dado:

Determine:

A carga total no disco, em função de e ;

O potencial elétrico sobre o eixo do disco a uma distância de seu centro;

A energia potencial elétrica necessária para colocar uma carga , num ponto de coordenada ao longo do eixo do disco a uma distância , trazida do infinito;

Dois fios retilíneos de comprimento , carregados com densidades lineares de carga e , são conectados por um fio semicircular de raio , uniformemente carregado com densidade de carga .

Devido ao campo elétrico resultante em , uma carga eletrica abandonada neste ponto é ejetada formando um ângulo com a direção dos dois fios retilíneos.

Dados: e

Determine o campo elétrico em devido a distribuição de cargas ;

Calcule a componente vertical do campo elétrico em devido a distribuição de cargas ;

Com os valores de e , determine a densidade linear em função de , e ;

Duas pequenas esferas carregadas, cada uma de massa , estão suspensas por fios de comprimento , conforme diagrama abaixo. Um campo elétrico uniforme e aplicado ao longo da direção . As esferas possuem cargas iguais a e .

Determine:

A força elétrica em função de e , sobre cada esfera de modo que o conjunto fique em equilíbrio;

O campo elétrico nas mesmas condições dadas no item ;

A tensão no fio nas mesmas condições dadas no item ;