Busca de Exercícios - USP - Eletrostática Aprenda a usar!

Diversos processos celulares presentes no corpo humano envolvem fenômenos elétricos. Um dos mais importantes é o fato de uma membrana celular, que separa o interior celular do exterior, apresentar um acúmulo de ânions (cargas negativas) e cátions (cargas positivas) nas superfícies interna e externa, respectivamente, o que resulta no surgimento de uma diferença de potencial U ao longo da membrana. Considere que U cresce linearmente de O a Uç na região entrex = 0e x = d, como mostra a figura. U Membrana Uo s ® ; o ® Meio Interior celular o a exterior o o > x 0 d a) Indique o sentido do vetor campo elétrico no interior da membrana (se está apontando para o interior ou para o exterior da célula). Justifique sua resposta. b) Obtenha o módulo do campo elétrico (em V/m) considerando que a membrana tenha espessura d = 64 À e que U, = 0,08 V. c) Supondo agora uma membrana em que o campo elétrico tenha intensidade 107 V/m, encontre a razão F./E, em que F, é o módulo da força eletrostática e F, é o módulo da força gravitacional, ambas exercidas sobre um íon monovalente localizado na região O < x < d, conforme a figura. Note e adote: 1Ã=10/ºm Carga de um fon monovalente = 1,6 x 107°C. Aceleração da gravidade: g = 10m/s?. Considere, para efeitos de cálculo desta questão, a massa de um íon como 10º kg.

Um grupo de alunos, em uma aula de laboratório, eletriza um canudo de refrigerante por atrito, com um lenço de papel. Em seguida, com o canudo, eles eletrizam uma pequena esfera condutora, de massa 9 g, inicialmente neutra, pendurada em um fio de seda isolante, de comprimento L, preso em um ponto fixo P. No final do processo, a esfera e o canudo estão com cargas de sinais opostos. a) Descreva as etapas do processo de eletrização da esfera. Em seguida, os alunos colocam a esfera eletrizada (E,) em contato com outra esfera (E>), idêntica à primeira, eletricamente neutra e presa na extremidade de outro fio de seda isolante, também de comprimento L, fixo no ponto P. O sistema adquire a configuração ilustrada na figura, sendo d=8 cm. Para o sistema em equilíbrio nessa configuração final, determine b) o módulo da tensão T em um dos fios isolantes; c) o módulo da carga g2 da esfera E;; d) a diferença N entre o número de elétrons e de prótons na esfera E> após a eletrização. ad Note e adote: Para a situação descrita, utilize: cos 0 = 1 esen8=0,1. Aceleração da gravidade: 10 m/s”. Força elétrica entre duas cargas puntiformes Q: e Q>, distantes r uma da outra: K Q:0>/r? Kk=9x 10º N m?/C?. Carga do elétron: 1,6 x 102 €. Ignore a massa dos fios.

O plutônio (Pu) é usado para a produção direta de energia elétrica em veículos espaciais. Isso é realizado em um gerador que possui duas placas metálicas, paralelas, isoladas e separadas por uma pequena distância D. Sobre uma das placas deposita-se uma fina camada de pu, que produz 510! desintegrações por segundo. O 2ºpy se desintegra, liberando py partículas alfa, Ys das quais alcança a outra placa, onde são absorvidas. ~ Nesse processo, as partículas alfa transportam uma carga positiva Q e et deixam uma carga -Q na placa de onde saíram, gerando uma corrente o. Dispositivo elétrica entre as placas, usada para alimentar um dispositivo eletrônico, Je MY que se comporta como uma resistência elétrica R = 3,0x10º Q. Estime a) acorrente |, em ampéres, que se estabelece entre as placas. b) a diferença de potencial V, em volts, que se estabelece entre as placas. c) a potência elétrica P;, em watts, fornecida ao dispositivo eletrônico nessas condições. Note E ADOTE O “Pu é um elemento radioativo, que decai naturalmente, emitindo uma partícula alfa (nucleo de “He). 19 Carga Q da partícula alfa = 2 x 1,6x10'“ C