P1 de Física 3 da USP - 2020.1

A força de Coulomb entre cargas iguais aumenta quando quadruplicamos cada uma das cargas e duplicarmos a distância entre elas.

Verdadeiro ou falso?

Uma casca esférica metálica de raio com carga uniformemente distribuída em sua superfície. Quanto vale o potencial no centro da casca esférica?

1. Zero
3. Nenhuma das alternativas anteriores

Quanto vale a resistência, em , de um fio cilíndrico condutor de alumínio de resistividade , de comprimento e de diâmetro? Obs: utilize uma casa decimal no seu resultado.

O fluxo de um campo elétrico uniforme orientado ao longo do eixo , através da superfície total de um cubo de lado é igual a:

Sobre um próton (de massa e carga ) atua um campo elétrico , e sobre um elétron (de carga e massa ) atua um campo elétrico . Esses campos produzem, em cada uma das cargas, forças elétricas que são suficientes para compensarem os pesos de cada partícula. Logo, a razão entre as magnitudes dos campos elétricos () vale:

Suponha um cilindro dielétrico oco de raio com densidade superficial de carga , envolto por outro cilindro oco de raio com densidade superficial de carga . Os eixos os cilindros são coincidentes. Os valores do módulo do campo elétrico para e a razão para que o campo elétrico seja nulo em qualquer valor de são respectivamente:

Uma casca esférica condutora está eletrizada com carga , no vácuo. A Lei de Gauss nos mostra que, para pontos do espaço exteriores à casca, podemos considerar toda carga concentrada em seu centro.

Verdadeiro ou falso?

Se o potencial elétrico for nulo em uma região do espaço, o campo elétrico deve ser nulo nesta região.

Verdadeiro ou falso?

Quando duplicamos a separação entre dois corpos puntiformes eletrizados com cargas iguais, de mesmo sinal, a força entre elas aumenta em quatro vezes.

Verdadeiro ou falso?

Um capacitor de placas paralelas no vácuo, separadas de , apresenta diferença de potencial entre as placas. Desprezando-se os campos de borda, qual o módulo da densidade de carga em cada uma das placas, em ? E necessário use . Obs: utilize uma casa decimal na sua resposta.

Quando o fluxo do campo elétrico calculado sobre uma superfície esférica for nulo, podemos concluir que não há partículas carregadas no interior da esfera. Verdadeiro ou falso?

Duas esferas maciças de mesmo raio têm a mesma carga total , a qual está uniformemente distribuída. Uma esfera é constituída de um material condutor, enquanto a outra de um isolante. Os campos elétricos na região externa às esferas são idênticos. Verdadeiro ou falso?

Nos materiais isolantes as cargas elétricas não se deslocam livremente. Verdadeiro ou falso?

Assumindo a referência de que potencial elétrico é nulo no infinito, o cálculo do potencial elétrico no centro de um anel de raio uniformemente eletrizado com carga elétrica é zero. Verdadeiro ou falso?

Uma esfera dielétrica sólida com raio tem carga uniformemente distribuída em seu volume. Uma casca esférica condutora fina, eletrizada com carga envolve a esfera. (Considere as distâncias medidas com referência ao centro da esfera sólida). Nessas condições, quanto vale , a soma das intensidades dos campos gerados à distância e à distância ? Se necessário use .

Uma barra unidimensional de comprimento com densidade linear de carga está sobre o eixo . A extremidade esquerda da barra está localizada em . Quanto vale a intensidade do campo elétrico, na unidade gerado por esta distribuição de cargas no ponto (localizado no eixo ) a uma distância da extremidade direita da barra? Se necessário use .

Se quisermos aumentar a potência dissipada pelo chuveiro elétrico devemos diminuir sua resistência. Verdadeiro ou falso?

Nos materiais condutores ôhmicos há uma relação linear entre a corrente elétrica e a diferença de potencial. Verdadeiro ou falso?

Considere um capacitor de placas paralelas separados de uma distância com um dielétrico de permissividade elétrica entre as placas. Como podemos diminuir a capacitância desse capacitor?

1. Resfriando as placas.
2. Aumentando a corrente nos terminais
3. Diminuindo a tensão nos terminais
4. Diminuindo a distância entre as placas
5. Diminuindo a permissividade do meio

Duas partículas carregadas são colocadas em pontos fixos com seus centros separados por uma distância de . A carga elétrica dessas partículas vale e . Quanto vale em o módulo da força elétrica entre as cargas? Se necessário use .

A velocidade de migração de elétrons em um fio condutor é , a densidade de elétrons é e a resistividade é . Nessas condições, quanto vale a intensidade do campo elétrico no condutor, em ? Se necessário use .

Uma esfera condutora de raio está carregada com uma carga . O centro da esfera está na origem. Considerando e , temos que a densidade superficial de carga, o campo elétrico e o potencial para e o campo elétrico e o potencial elétrico para valem, respectivamente: