Fisica3 (Eletromagnetismo)

CAMPO í:---= - :::::::::
•••16 A Fig. 22-38 mostra um anel de plástico de raio R = 50,0 elétrico produzido pelo dipolo em um ponto P iru
cm. Duas pequenas contas coloridas estão sobre o anel: a conta l, tância r ?> d.
de carga +2,00 µ.,C, que é mantida fixa na extremidade esquerda,
e a conta 2, de carga +6,00 µ.,C, que pode ser deslocada ao longo +q EI) y
do anel. As duas contas produzem, juntas, um campo elétrico de
t
módulo E no centro do anel. Determine (a) um valor positivo e (b) d/2 L x
um valor negativo do ângulo e para que E = 2,00 X 10 5 N/C.
r
y
Figura 22-40 Problema 19.
Conta 1
r·
r.J .. 20 As Eqs. 22-8 e 22-9 fornecem o valor aproximado do módulo
do campo elétrico de um dipolo elétrico em pontos do eixo do
dipolo. Considere um ponto P do eixo a uma distância z = 5,00d
Figura 22-38 Problema 16.
do centro do dipolo, onde d é a distância entre as partículas que formam
o dipolo. Seja E,pr o valor aproximado do módulo do campo
... 17 Duas contas carregadas estão sobre o anel da Fig. 22-39a, no ponto P, dado pelas Eqs. 22-8 e 22-9, e Ever O valor verdadeiro
que possui um raio R = 60,0 cm. A conta 2, que não aparece na do campo. Determine a razão E JE . ..
figura, é mantida fixa. A conta 1 está inicialmente no eixo x, na po- r:' , . ªP'. ,e,
s1çao
· - e Oº , d 1 d t ·d d t d
1
jJ ... 21 Quadrupolo eletnco. A Fig. 22-41 mostra um quadrupolo
= , mas e es oca a para a ex remi a e opos a o ane ,
· · - e
180 d · · elétrico formado por dois dipolos de mesmo módulo e sentidos oposou
seJa, para a pos1çao = 0 , passan o pe 1 o pnme1ro e segun- .
d d t d
· t d d d A F. b
22 39
tos. Mostre que o valor de E em um ponto P
, o qua ran es o s1s ema e coor ena as
do eixo do quadrupolo
xy. 1g. - most
t d l 't · d ·d · 1
situado a uma distância z do centro (supondo z ?> d)
ra a componen e x o campo e e nco pro uz1 o na ongem pe as
é dado por
duas contas em função de e e a Fig. 22-39c mostra a componente
y do campo. As escalas dos eixos verticais são definidas por E" =
5,0 X 10 4 N/C e E>' = -9,0 X 10 4 N/C. (a) Qual é o ângulo e da
conta 2? Determine a carga (b) da conta 1 e (e) da conta 2.
y
d/2
!
- q
3Q
E=--
41rsoz4 '
em que Q ( = 2qcl2) é chamado de momento quadrupolar da distribuição
de cargas.
p
(a)
u
z
E X\'
"--- "---
u
'Sj<
o
'Sj<
o ,...., o ,....,
k.t'
(b) (e) E ys
Figura 22-39 Problema 17.
Seção 22- 5 Campo Elétrico Produzido por um
e-" Dipolo Elétrico
tJ
• • 18 O campo elétrico de um dipolo elétrico em pontos do eixo do
dipolo é dado aproximadamente pelas Eqs. 22-8 e 22-9. Se é feita
uma expansão binomial da Eq. 22-7, qual é o termo seguinte da expressão
do campo elétrico do dipolo em pontos do eixo do dipolo?
Em outras palavras, qual é o valor de E 1 na expressão
r:1
f'Í .. 19 A Fig. 22-40 mostra um dipolo elétrico. Determine (a) o módulo
e (b) a orientação ( em relação ao semieixo x positivo) do campo
z
k_f'
o
90º
Figura 22-41
Seção 22-6 Campo Elétrico Produzido por uma
Linha de Cargas
•22 Densidade, densidade, densidade. (a) Uma carga de - 300e está
distribuída uniformemente em um arco de circunferência de 4,00 cm
de raio, que sub tende um ângulo de 40º. Qual é a densidade linear
de cargas do arco? (b) Uma carga de - 300e está distribuída uniformemente
em uma das superfícies de um disco circular de 2,00 cm
de raio. Qual é a densidade superficial de cargas da superfície? (c)
Uma carga de - 300e está distribuída uniformemente na superfície
de uma esfera de 2,00 cm de raio. Qual é a densidade superficial de
cargas da superfície? (d) Uma carga de -300e está distribuída uniformemente
em uma esfera de 2,00 cm de raio. Qual é a densidade
volumétrica de cargas da esfera?
•23 A Fig. 22-42 mostra dois anéis não condutores paralelos, com
o centro na mesma reta perpendicular aos planos dos anéis. O anel
1, de raio R, possui uma carga uniforme q 1 ; o anel 2, também de
raio R, possui uma carga uniforme q 2 • Os anéis estão separados por
uma distância d = 3,00R. O campo elétrico no ponto P da reta que
passa pelos centros dos anéis, que está a uma distância R do anel 1,
é zero. Calcule a razão q/q 2 •