P1 de Física 3 da UNICAMP - 2020.2

Esse enunciado utiliza os dados de matrícula dos alunos, mas nós do RA adaptamos para você!

https://www.compadre.org/Physlets/electromagnetism/prob25_5.cfm

O objetivo deste problema é calcular a massa desconhecida da partícula vermelha. As linhas verticais representam superfícies equipotenciais. Ao deslocar a partícula (posicionando o mouse sobre a mesma e mantendo o botão da esquerda apertado) é possível obter informação sobre a sua posição (em metros (m)) e o valor do potencial nessa posição (em Volts (V)). Na animação são mostrados o valor do tempo (segundos (s)) e o valor da velocidade da partícula (m/s).

1. Preencha os itens pedidos abaixo, considere que :
1. Utilizando , registre a coordenada , o potencial e a velocidade para esse ponto; Tire print da tela mostrando essa posição e respectivas grandezas.
2. Deixe a simulação correr até um determinado ponto de sua escolha e registre novamente as grandezas.
2. Calculem o valor da massa da partícula. Expliquem seu raciocínio em detalhes. Não pulem passagens.

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Para calcular o campo elétrico de três distribuições de carga distintas, um aluno utiliza as superfícies gaussianas (em azul) contidas nas Figuras 1 a 3.

Para todas as geometrias acima, considere que a carga está uniformemente distribuída (todas as distribuições possuem densidade volumétrica de carga constante). Calculando o fluxo do campo elétrico que atravessa cada superfície gaussiana em função da distância o aluno montou os seguintes gráficos:

Com base nestas informações:

a) Associe cada gráfico a sua respectiva geometria de carga (cilíndrica, esférica, planar).

Sendo e .

b) Calcule o módulo do campo elétrico na superfície da distribuição de carga.

c) Qual o valor de ?

d) (1.0) Qual seria a nova forma do fluxo se ao invés de uma densidade de carga constante tivéssemos a densidade variável dada por:

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Considere 3 partículas pontuais com cargas e posições dadas conforme a tabela abaixo:

1. Desenhe as cargas no diagrama em anexo.
2. Encontre o vetor campo elétrico resultante no ponto (−1,−1). Forneçam o módulo o ângulo que faz com a horizontal (eixo e as componentes e .