P1 de Física 3 da USP - 2014

Um cilindro condutor de comprimento e raio , com carga , é coaxial a uma camada cilíndrica condutora maior, com raio interno e carga . Despreze efeitos de borda.

1. Calcule o vetor campo elétrico na região .
2. Calcule a capacitância do sistema.
3. Qual é a energia eletrostática armazenada no sistema?

Uma camada esférica condutora neutra tem raio interno e raio externo . No centro da camada, na cavidade interna, há uma carga puntiforme .

1. Usando a lei de Gauss e propriedades dos condutores em equilíbrio eletrostático determine as densidades superficiais de carga e nas superfícies interna e externa da camada esférica.
2. Calcule o vetor campo elétrico em todo o espaço.

Quatro partículas puntiformes com cargas e massas iguais estão disposta nos vértices de um quadrado de lado .

1. Qual é o vetor força elétricas sobre a carga na posição ?
2. Que trabalho foi realizado para trazer a última carga para o seu lugar desde o infinito?
3. Qual é a energia cinética de cada carga no infinito se forem retirados simultaneamente todos os vínculos que prendem as cargas em seus lugares?

Uma barra semi-infinita, mostrada na figura ao longo do lado positivo do eixo horizontal , possui carga positiva homogeneamente distribuída com densidade linear .

1. Determine o vetor campo elétrico num ponto sobre o lado positivo do eixo .
2. Calcule a diferença de potencial eletrostático entre os pontos e sobre o lado positivo do eixo , como indicados na figura.