1. (Ufla-MG) As válvulas termoiônicas, ainda hoje utilizadas em amplificadores de som "valvulados", podem ser constituídas por um catodo e um anodo. Os elétrons são emitidos pelo catodo e acelerados em direção ao anodo pelo campo elétrico uniforme gerado pela ddp aplicada aos eletrodos.
Considere:
Massa do elétron = 9^.10^-31 kg
Carga de módulo = 1,6^.10^-19C
Distância entre os eletrodos = 1 cm
ddp = 10⁴V

Calcule:

a) A intensidade do campo elétrico entre os eletrodos.
b) A intensidade da força elétrica que atua sobre os elétrons.
c) Supondo que os elétrons partem do repouso, qual a velocidade ao atingirem o anodo?

2. (UFV-MG) A figura abaixo ilustra um sistema constituído de placas paralelas infinitas e separadas por uma distância D, submetido a uma diferença de potencial V.

a) Um elétron de massa M e carga Q é abandonado no ponto A. Expresse a velocidade v com que o elétron atingirá a placa positiva, em termos de grandezas mencionadas acima, desprezando-se interações gravitacionais.
b) Se o elétron tivesse sido lançado do ponto B, eqüidistante das placas, com velocidade paralela a estas, em quanto tempo, a partir do lançamento atingiria a placa positiva? Expresse sua resposta, em termos das grandezas mencionadas acima, desprezando interações gravitacionais.

3. (Vunesp) Quando a atmosfera está em condições de estabilidade - não se avizinham tempestades, por exemplo - existe um campo elétrico uniforme nas proximidades da superfície terrestre de intensidade 130 V/m, aproximadamente, tendo a Terra carga negativa e a atmosfera carga positiva.

a) Trace uma linha horizontal para representar a superfície da Terra, atribuindo a essa linha o potencial 0,0 V. Represente as linhas eqüipotenciais acima dessa linha, correspondentes às alturas 1,0 m, 2,0 m, 3,0 m, 4,0 m e 5,0 m, assinalando, de um lado de cada linha, a altura, e do outro, o respectivo potencial elétrico.
b) Qual deveria ser a carga elétrica de um corpo de massa 1,3 kg para que ele ficasse levitando graças a esse campo elétrico? (Adote g = 10 m/s²). Isso seria possível na prática? Considere que uma nuvem de tempestade tem algumas dezenas de coulombs e justifique sua resposta.

4. (Fuvest-SP) Duas pequenas esferas, com cargas positivas e iguais a Q, encontram-se fixas sobre um plano, separadas por uma distância 2a. Sobre esse mesmo plano, no ponto P, a uma distância 2a de cada uma das esferas, é abandonada uma partícula com massa m e carga q negativa. Desconsidere o campo gravitacional e efeitos não-eletrostáticos.

A força F entre duas cargas Q₁ e Q₂ é dada por
F = KQ₁^.Q₂/r² onde r é a distância entre as cargas. O potencial V criado por uma carga Q, em um ponto P, a uma distância r da carga, é dado por
V = K Q/r.

Determine, em função de Q, K, q, m e a:

a) A diferença de potencial eletrostático V = V₀ - V_p' entre os pontos O e P.
b) A velocidade v com que a partícula passa por O.
c) A distância máxima D_máx que a partícula consegue afastar-se de P. Se essa distância for muito grande, escreva D_máx = infinito.

5. (Fuvest-SP) Duas pequenas esferas metálicas, A e B, são mantidas em potenciais eletrostáticos constantes, respectivamente, positivo e negativo. As linhas cheias do gráfico representam as interseções, com o plano do papel, das superfícies eqüipotenciais esféricas geradas por A, quando não há outros objetos nas proximidades. De forma análoga, as linhas tracejadas representam as interseções com o plano do papel, das superfícies eqüipotenciais geradas por B. Os valores dos potenciais elétricos dessas superfícies estão indicados no gráfico. As questões se referem à situação em que A e B estão na presença uma da outra, nas posições indicadas no gráfico, com seus centros no plano do papel.

Note e Adote: Uma esfera com carga Q gera, fora dela, a uma distância r do seu centro, um potencial V e um campo elétrico de módulo E, dados pelas expressões: V = K(Q/r) E = K (Q/r2) = V/r K = constante 1 volt/metro = 1 newton/coulomb

a) Trace, com caneta, em toda a extensão do gráfico, a linha de potencial V = 0, quando as duas esferas estão nas posições indicadas. Identifique claramente essa linha por V = 0.
b) Determine, em volt/metro, utilizando dados do gráfico, os módulos dos campos elétricos e criados, no ponto P, respectivamente, pelas esferas A e B.
c) Represente, em uma escala conveniente, no gráfico, com origem no ponto P, os vetores , e o vetor campo elétrico resultante em P. Determine, a partir desta construção gráfica, o módulo de , em volt/metro.
d) Estime o módulo do valor do trabalho , em joules, realizado quando uma pequena carga q = 2,0nC é levada do ponto P ao ponto S, indicados no gráfico. (2,0nC = 2,0 nanocoulombs = 2,0^.10^-9C).

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