UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA FÍSICA III
Questões do Capítulo 1
Cezzar Castro Paes 201402140040
Livro: YOUNG, H. D.; FREEDMAN, R. A. Sears e Zemansky. Física III - Eletromagnetismo, 12ª Edição. 2009. Questão 21.86. Funcionamento de uma impressora jato de tinta.
Em uma impressora que usa jato de tinta, as letras são reproduzidas numa folha de papel injetando-se gotas de tinta, que saem de um pulverizador que se move rapidamente. As gotas de tinta, com massa de 1,4 x 10-8 g cada uma, deixam o pulverizador e se dirigem para o papel com velocidade igual a 20 m/s. Quando a gota passa por uma unidade eletrostática, ela deixa alguns elétrons e adquire uma carga q. A seguir, as gotas passam entre placas defletoras, com comprimento igual a 2,0 cm, no interior das quais existe um campo elétrico vertical uniforme com módulo igual a 8,0 x 104 N/C. Sabendo que a gota deve sofrer um desvio de 0,30 mm ao atingir o final da placa defletora, qual deve ser o módulo da carga? Resposta:
Admitindo D = 2,0 cm como a distância horizontal que a gota percorre e d = 0,30 mm como o deslocamento vertical, temos +x como a direção do pulverizador ao papel e +y como a direção da deflexão da gota. ax = 0 e ay = a. O tempo que a gota percorre é:
= m =1×10−s = 0,020 20 m/s Para encontrar a aceleração, temos:
= 2 − ) 2(3×10 = 1×10− = 600 m/s Usando o princípio da segunda lei de Newton (F=ma), temos que:
= = ∴ = Logo:
− )(600) (1,4×10 = 8×10 Portanto o módulo da carga será:
,×− ■
Livro: SERWAY, R. A.; JEWETT JR, J. W. Princípios de Física, Volume 3: Eletromagnetismo. 3ª Edição. São Paulo: Pioneira Thomson Learning Ltda, 2006. Questão 7 do Capítulo 19.
Três cargas pontuais são colocadas nos vértices de um triângulo equilátero como mostrado na Figura ao lado. Calcule a força elétrica resultante sobre a carga de 7,00 µC. Resposta: A Força exercida na carga de 7,00 µC pela carga
de 2,00 µC é:
⃗ = ̂ Aplicando os valores:
Nm/C )(7,00×10− C)(2,0 0× 10− C) (8,99×10 ⃗ = (0,500 m) Multiplicando nas direções (cos(60°)+sen(60°)) Temos:
⃗ =(0,252+0,436)N De forma semelhante temos a força na carga de 7,00 µC exercida pela carga de -4,00 µC é
⃗ = ̂ Aplicando os valores:
Nm /C )(7,00×10− C)(4,0 0× 10− C) (8,99×10 ⃗ = (0,500 m) Multiplicando nas direções (cos(60°)sen(60°)) Temos:
⃗ =(0,5030,872)N Logo, a força total na carga de 7,00 µC será = ⃗ + ⃗ : = (,,) ou , ° ■
Livro: SERWAY, R. A.; JEWETT JR, J. W. Princípios de Física, Volume 3: Eletromagnetismo. 3ª Edição. São Paulo: Pioneira Thomson Learning Ltda, 2006. Questão 49 do Capítulo 19.
Uma pequena bola de plástico de 2,00 g é suspensa por um fio de 20,0 cm de comprimento em um campo elétrico uniforme, como mostrado na Figura. Se a bola estiver em equilíbrio quando o fio fizer um ângulo de 15,0º com a vertical, qual será a carga líquida na bola? Resposta:
Fazendo um DCL do conjunto da figura do problema, temos:
Então:
∑=0∴cos(15°) =1,96×10−N =2,03×10−N Para as forças em x, temos:
∑=0∴=(15°) − ) sen(15°) ( sen(15°) 2,03×10 = = 1,00×10N/C Portanto a carga líquida da bola será:
5,25×10− C = , ■
