Condutores em equilíbrio eletrostático

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TAREFÃO 1. As figuras seguintes mostram alguns conduto-

res em equilíbrio eletrostático. Os campos pro-duzidos estão representados por superfícies eqüipotenciais. Faça um esboço das linhas de força dos campos elétricos, utilizando as pro-priedades estabelecidas por Faraday (o campo no interior do condutor é nulo, e o campo na superfície tem direção normal).

Determine o sinal da carga de cada condutor.

a)

b)

c)

2. Julgue os itens.

1 O campo elétrico, no centro de uma esfera de alumínio uniformemente carregada é zero.

2 Dois condutores eletrizados e em equilíbrio eletrostático são colocados em contato e i-rão trocar cargas até que os dois tenham o mesmo potencial.

3 É possível que na eletrização por contato entre dois condutores ocorra transferência total de cargas entre eles.

4 Um condutor em equilíbrio eletrostático não contém excesso de cargas no seu interior.

5 Quando um condutor está em equilíbrio ele-trostático, podemos afirmar, sempre, que as cargas se distribuem uniformemente em sua superfície.

3. Em relação à superfície de um condutor eletri-

zado e em equilíbrio eletrostático, é incorreto afirmar que:

a) a direção do vetor de campo elétrico é normal à superfície, em cada ponto.

b) o trabalho para que se mova uma carga elétrica ao longo da superfície é indepen-dente da intensidade do campo, supondo que se mantém o equilíbrio eletrostático.

c) ela não é eqüipotencial. 4. Três esferas condutoras de raio R, 3R e 5R e

eletrizadas, respectivamente, com quantidade de cargas iguais a –15 µC, –30 µC e +13 µC estão muito afastadas entre si. As esferas são então interligadas por fios metálicos de capaci-tância desprezível até que o sistema atinja completo equilíbrio. Nessa situação, determine o valor da quantidade de carga, em microcou-lombs, da esfera de raio 3R.

5. Um condutor carregado, afastado de outros

condutores, é dotado de uma ponta. Com rela-ção ao ponto P da ponta, em relação aos de-mais pontos do condutor, julgue os itens.

1 O potencial é maior. 2 O potencial é menor. 3 A densidade de distribuição de cargas é

maior. 4 A quantidade de cargas é menor.

6. Julgue as afirmativas a seguir.

1 Na superfície de um condutor eletrizado e em equilíbrio eletrostático, o campo elétri-co é normal à superfície.

2 Na superfície de um condutor eletrizado e em equilíbrio eletrostático, o potencial é constante.

Condutores em equilíbrio eletrostático

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3 Na superfície de um condutor eletrizado e em equilíbrio eletrostático, a densidade superficial de carga é maior em pontos de menor raio de curvatura.

4 No interior de um condutor esférico carre-gado, em equilíbrio eletrostático, pode-se afirmar que o campo é nulo e o potencial elétrico tem valor constante, não-nulo.

7. Duas esferas metálicas A e B, de raios 3R e R,

estão isoladas e em equilíbrio eletrostático. Ambas estão eletrizadas com cargas positivas 6Q e Q, respectivamente. Interligando-as com fio metálico, podemos afirmar que:

a) os elétrons vão de B para A. b) os elétrons vão de A para B. c) as cargas positivas movimentar-se-ão de A

para B. d) não há passagem de cargas elétricas. e) as cargas positivas movimentar-se-ão de B

para A. 8. Têm-se dois condutores de raios RA e RB, es-

tando o primeiro neutro e o segundo com car-ga Q. Ligando-os por um fio metálico, quais se-rão as novas cargas após o equilíbrio eletros-tático ser atingido?

9. Julgue os itens.

1 O sistema de condutores perfeitos da figu-ra consta de duas esferas de raios r1 = a e r2 = 2a, interligadas por um fio condutor de capacidade nula. Quando o sistema é ele-trizado com carga positiva Q, após o equi-líbrio eletrostático ser alcançado, o condu-tor de raio r1 apresenta densidade superfi-cial de carga σ1 e o de raio r2 apresenta densidade superficial de carga σ2. Nessa situação, a relação σ1/σ2 vale 2.

2 Dois condutores esféricos A e B, de raios respectivos R e 2R, estão isolados e muito distantes um do outro. As cargas das duas esferas são de mesmo sinal e a densidade superficial de carga da primeira é igual ao dobro da densidade de carga da segunda. Interligam-se as duas esferas por um fio condutor. Uma corrente elétrica não se es-tabelece no fio, pois os dois condutores apresentam potenciais iguais.

3 O funcionamento de um pára-raios é ba-seado na indução eletrostática e no poder das pontas.

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RESPOSTAS – TAREFÃO 1. a) positivo

b) esfera negativa

placa positiva

c) pára-raios positivo

esfera negativa

2. C C C C E 3. C C E

4. Carga de C332 µ−

5. E E C C 6. C C C C 7. a

8. BA

BB

BA

AA RR

RQQ;

RRRQ

Q+⋅

=+⋅

= .

9. C C C