FGE3001_Prova3_Benhur Bernhard

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Universidade do Estado de Santa Catarina
Centro de Ciências Tecnológicas
3a Avaliação de F́ısica Geral III
Aluno: Data: 22/12/2021
1. Um elétron, um próton e um nêutron penetram (um de cada vez, e com a mesma energia
cinética) na caixa mostrada na figura abaixo, através de um orif́ıcio em x = a/2, y = 0. No
interior da caixa existe um campo magnético uniforme saindo do plano da figura para cima. O
elétron (de massa me) colide com as paredes internas da caixa na posição x = 0, 49 a, y = 0.
Sendo a massa do próton mp = 1836me, e a massa do nêutron mn = 1844me, calcule as
posições de colisão (a) do próton e (b) do nêutron com a caixa. (c) Desenhe, na figura, as
trajetórias das três part́ıculas. Explique.
y
x
a
2. Uma barra de cobre com massa de 1,00 kg está em repouso, apoiada transversalmente sobre
dois trilhos horizontais paralelos, distantes de 1,00 cm, e transportando uma corrente de 50 A
de um trilho a outro. O coeficiente de atrito estático é igual a 0,60. Considere a presença de um
campo magnético uniforme B apontando verticalmente para cima. (a) Qual é o menor valor
do módulo de B que produzirá o deslocamento da barra? (b) Faça uma figura, indicando os
sentidos da corrente, do campo magnético, das forças envolvidas e do deslocamento da barra.
Explique.
3. Considere uma espira retangular de comprimento L e largura W , percorrida por uma corrente
i. (a) Calcule e identifique as contribuições de cada lado da espira para o campo magnético
B produzido no ponto P situado no centro da espira. (b) Mostre que o módulo do campo
magnético B no ponto P é dado por
B =
2µ0i
π
√
L2 +W 2
LW
.
(c) Faça um desenho, indicando o sentido da corrente e os vetores envolvidos no problema.
Explique.
4. Calcule (a) o campo magnético B produzido por um solenoide ideal de diâmetro D com
n espiras por unidade de comprimento, percorrido por uma corrente i. (b) Calcule o fluxo
magnético através da superf́ıcie S delimitada por uma espira circular de diâmetro d (< D),
colocada no interior do solenoide e orientada num plano transversal em relação ao eixo do
solenoide. (c) Repita o cálculo do item anterior, supondo que a espira tenha um diâmetro d′
(> D), sendo externa ao solenoide. Faça um desenho, indicando os sentidos da corrente elétrica
e do campo magnético, e explique.
F = qv ×B dF = idl×B F =
∫
dF F = ma
VB − VA = −
∫ B
A
E · dl K = 1
2
mv2 ac =
v2
r
fa ≤ µeN
B =
∫
dB dB =
µ0i
4π
dl× r
r3
∮
B · dl = µ0i ΦB =
∫
B · dA
µ0 = 1, 26× 10−6 H/m e = 1, 60× 10−19 C me = 9, 11× 10−31 kg