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19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 1/10 Meus Simulados Teste seu conhecimento acumulado Disc.: ELETROMAGNETISMO Aluno(a): EULA PAULA ALVARENGA GOMES 202008249171 Acertos: 8,0 de 10,0 19/03/2023 Acerto: 1,0 / 1,0 Uma nuvem de carga cilíndrica de raio apresenta uma densidade volumétrica de carga constante igual a . Esta nuvem está no ar. Determine a distribuição de potencial elétrico dentro da nuvem, considerando que só haverá variação do potencial com a distância ao eixo do cilindro. Considere como referência que o potencial elétrico na casca desta nuvem ( ) é nulo. Respondido em 19/03/2023 12:02:30 Explicação: Gabarito: Justi�cativa: Dentro da nuvem utilizaremos a equação de Poisson. Pela simetria, utilizaremos coordenadas cilíndricas e o potencial dependerá apenas da coordenada , assim onde é uma constante real. 1m 2C/m3 ρ = 1 φ(ρ) = − ρ +1 2ϵ0 1 2 φ(ρ) = − ρ2 + 11 2ϵ0 φ(ρ) = ρ2 +1 2ϵ0 1 4ϵ0 φ(ρ) = − ρ2 +1 2ϵ0 1 2ϵ0 φ(ρ) = ρ2 −1 2ϵ0 1 ϵ0 φ(ρ) = − ρ2 +1 2ϵ0 1 2ϵ0 ρ k1 Questão1 a https://simulado.estacio.br/alunos/inicio.asp javascript:voltar(); 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 2/10 onde também é uma constante real. Usando uma condição de contorno que para se tem . No eixo do cilindro, isso é, , o campo elétrico deve ser nulo. Em coordenadas cilíndricas dependendo apenas da coordenada Assim Somente com se obtém . Retornando a equação Acerto: 1,0 / 1,0 Determine o valor do campo elétrico, gerado por uma carga pontual, em um ponto a uma distância 20m da carga fonte, usando a relação entre campo elétrico e o gradiente do potencial elétrico. Sabe-se que o potencial elétrico no ponto vale , onde é a distância a carga medida em metros. Respondido em 19/03/2023 12:03:38 Explicação: Gabarito: k2 r = 1 φ = 0 ρ = 0 ρ k1 = 0 → E (ρ = 0) = 0 φ(ρ) = − ρ2 + k1ln(ρ) + k2 = − ρ2 + 1 2ϵ0 1 2ϵ0 1 2ϵ0 φ = V2.10 11 r r 1.108 V m 5.108 V m 2.108 V m 8.108 V m 3.108 V m 5.108 V m Questão2 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 3/10 Justi�cativa: Precisamos obter o gradiente do potencial Como ele depende apenas de r, se tem e igual a zero, assim Portanto Como a distância r = 20m Acerto: 1,0 / 1,0 Quatro cargas elétricas se encontram, no vácuo, nos quatros vértices de um quadrado de de lado. As cargas apresentam valores de 2C, 4C, 4C e -2C. Determine o potencial elétrico gerado por esta distribuição de carga no centro do quadrado. Considere como referencial o potencial zero no in�nito. Respondido em 19/03/2023 12:04:38 Explicação: Gabarito: Justi�cativa: Assim onde Todas as cargas distam do centro o mesmo valor que será a metade da diagonal do quadrado Então ∂φ ∂θ ∂φ ∂ϕ 2√2m 7, 2.1010V 3, 2.1010V 5, 2.1010V 4, 6.1010V 3, 6.1010V 3, 6.1010V φ = φ1 + φ2 + φ3 + φ4 φi = qi 4πϵri Questão3 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 4/10 Portanto assim Acerto: 1,0 / 1,0 Uma lâmina metálica in�nita de largura 4m é percorrida por uma corrente 10A, uniformemente distribuída. Determine o campo magnético gerado por esta lâmina em um ponto P que se encontra a uma distância 2m da lateral da lâmina. Considere a lâmina como uma superposição de �os in�nitos. Respondido em 19/03/2023 12:06:28 Explicação: A opção correta é: Como a corrente é uniformemente distribuída, a corrente no �o será calculada por uma relação entre a largura do �o e a largura total. Vamos considerar que o �o tem uma largura dx que é in�nitesimal. φ = 9.109 + 18.109 + 18.109 − 9.109 = 3, 6.1010V →H = ϕ̂5ln3 4π →H = ϕ̂ln3 4π →H = ϕ̂5 2π →H = ϕ̂5ln4 π →H = ϕ̂2ln3 5π →H = ϕ̂5ln3 4π Questão4 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 5/10 Usando a fórmula do campo gerado por um �o in�nito retilíneo, o campo gerado por cada �o será: O campo total será a soma dos campos gerados por cada �o: Acerto: 1,0 / 1,0 Seja um volume formado por uma semiesfera de raio 6m com uma base circular. O volume se encontra em uma região com veto indução magnética de 2 T. Este campo é perpendicular a base da �gura no sentido saindo da base. Determine o �uxo magnético através da superfície esférica da �gura. Respondido em 19/03/2023 12:11:00 Explicação: Pela lei de Gauss Magnético o �uxo total através da �gura será nulo, pois é um volume fechado. O elemento área da base será perpendicular a base apontado para fora, assim o vetor será paralelo ao vetor . Assim: Acerto: 1,0 / 1,0 −72π Wb −36π Wb 36π Wb −24π Wb 72π Wb →B d →S Questão5 a Questão6 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 6/10 Um tipo de campo relacionado ao Eletromagnetismo que deve ser estudado é o Campo Magnético. Marque a alternativa FALSA em relação ao campo magnético. O rotacional do potencial vetor magnético é o vetor indução magnética. O �uxo magnético independe do ângulo que o campo magnético faz com área. O �uxo magnético depende do módulo do campo magnético que atravessa a área. As linhas de campo magnéticas, diferentemente das linhas de campo elétrico, são sempre fechadas. O �uxo magnético através de um volume fechado é sempre nulo. Respondido em 19/03/2023 12:12:08 Explicação: O �uxo magnético depende de o produto escalar entre e o elemento área , assim dependerá do módulo do campo magnético, do valor da área e do ângulo formado entre o campo e a área. Pela lei de Gauss magnética o �uxo magnético através de qualquer volume fechado é sempre nulo, pois as linhas de campo magnéticas são fechadas. O vetor indução magnética pode ser obtido através do rotacional do vetor potencial magnético. Acerto: 1,0 / 1,0 Respondido em 19/03/2023 12:28:10 Explicação: →B d →S I = μ0A 5 6 I = μ0A 6 5 I = A6 5 I = A5 6 I = μ0A 15 7 Questão7 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 7/10 Acerto: 0,0 / 1,0 A fem pode ser descrita como a diferença de potencial. Ela pode receber duas denominações, quando é induzida pela variação da área ou do ângulo entre a área e o campo é chamada de: fem de transformação. fem de intensidade. fem de variação. fem de movimento. fem de capacidade. Respondido em 19/03/2023 12:25:45 Explicação: fem de transformação Quando a fem é induzida pela variação do módulo do campo magnético, ela é denominada fem de transformação. fem de movimento Quando a fem é induzida pela variação da área ou do ângulo entre a área e o campo, ela é chamada de fem de movimento. Questão8 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 8/10 Acerto: 1,0 / 1,0 Aplicações na engenharia baseadas no funcionamento de campos elétricos e magnéticos são as mais diversas. Sendo blindagens eletromagnéticas e trens de levitação algumas delas. Neste contexto, uma onda eletromagnética plana com frequência de 600 MHz se propaga em um meio dielétrico com baixa perda com permissividade elétrica relativa 9 e permeabilidade magnética relativa 1. Considere que a onda se propaga no sentido positivo de z com uma amplitude de campo elétrico de 120π V/m, no sentido de x. Determine o número de onda e comprimento de onda. Respondido em 19/03/2023 12:50:36 Explicação: Acerto: 0,0 / 1,0 Aplicações na engenharia baseadas no funcionamento de campos elétricos e magnéticos são as mais diversas. Sendo blindagens eletromagnéticas e trens de levitação algumas delas. Neste contexto considere uma bobina condutora quadrada com 10 cm de lado, alimentada por 20 V, que se encontra no ar. Esta bobina é composta por 100 espiras em paralelo, cada espira apresenta uma resistência 1 Ω, gerando uma corrente, em cada espira, no sentido da �gura. Na região, onde se encontra a bobina, existe um campo magnético com densidade . A bobina é �xa de forma a permitir seu movimento apenas de rotação em torno do seu eixo central.Determine o torque inicial na bobina, assim que a bateria for ligada. Considere que para o instante que a bateria for ligada a bobina está conforme a �gura. 12π e mrd m 1 6 6π e mrd m 1 3 12π e mrd m 1 3 24π e mrd m 1 9 6π e mrd m 1 6 → B = 0, 5T Questão9 a Questão10 a 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 9/10 Respondido em 19/03/2023 12:53:42 Explicação: Ao passar uma corrente pelo circuito teremos em cada barra da espira. Nas barras horizontais, a força magnética não provocando rotação. Para o caso das barras verticais, a força magnética será calculada por: 20ẑN .m −10ẑN .m −20ẑN .m 30ẑN .m 10ẑN .m 19/03/2023, 13:01 Estácio: Alunos https://simulado.estacio.br/alunos/ 10/10
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