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Atividade A2 – Eletromagnetismo 1. Pergunta 1 0/0 Segundo a Física, na natureza os materiais que apresentam dificuldade de mobilidade de cargas elétricas são caracterizados como materiais dielétricos ou isolantes elétricos. Efeitos e a observação de alguns fenômenos muito importantes e interessantes de serem estudados ocorrem quando inserimos esses materiais na presença de um campo elétrico externo. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre polarização, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. A lei de Gauss da eletrostática em meios materiais é reescrita na forma, 𝜵.𝑫= 𝜌𝑙, sendo 𝑫 o vetor deslocamento elétrico e 𝜌𝑙 a densidade de cargas livres no material dielétrico. Porque: II. Devemos considerar, além do campo elétrico gerado pelas cargas livres no material dielétrico, o campo elétrico gerado pelo efeito de polarização. A seguir, assinale a alternativa correta: Ocultar opções de resposta 1. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 2. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 3. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. Resposta correta 4. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 5. As asserções I e II são proposições falsas. 2. Pergunta 2 0/0 O campo elétrico é uma grandeza vetorial e, por isso, apresenta módulo, direção e sentido. Quando submetidos a campos elétricos externos, alguns materiais sofrem um efeito denominado polarização. A polarização gera um acúmulo de cargas no interior do material e, nesses casos, o campo elétrico é substituído por um outro campo denominado vetor deslocamento elétrico. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre campos elétricos em materiais dielétricos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O vetor deslocamento elétrico em dielétricos lineares depende de uma quantidade denominada suscetibilidade elétrica, que refere-se ao tipo de material e também às condições às quais ele está submetido. II. ( ) Em materiais dielétricos lineares, o vetor deslocamento elétrico assume a mesma orientação do vetor campo elétrico externo. III. ( ) A lei de Gauss é ineficaz em situações em que os materiais são do tipo dielétricos. IV. ( ) O vetor deslocamento elétrico é um campo que desconsidera a polarização das cargas constituintes de um material dielétrico. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Ocultar opções de resposta 1. V, V, F, F. Resposta correta 2. V, F, V, F. 3. F, V, V, V. 4. F, V, V, F. 5. F, V, F, V. 3. Pergunta 3 0/0 Um dos importantes elementos constituintes de um circuito eletrônico são os capacitores. Os capacitores são elementos compostos por duas placas carregadas e uma região livre ou contendo outro material entre elas. Capacitores são introduzidos em sistemas eletrônicos para permitirem o armazenamento de carga elétrica e energia em um circuito. A grandeza associada aos capacitores é a capacitância. Essa é uma grandeza de origem geométrica, pois depende de sua morfologia. Considere um capacitor de duas cascas cilíndricas metálicas concêntricas. Os raios maiores e menores das cascas cilíndricas são dados respectivamente por 𝑎 e 𝑏. Considere que a casca interna apresente carga +𝑞 e raio 𝑏, e a externa, –𝑞 e raio 𝑎. De acordo com essas informações e o conteúdo estudado sobre capacitores, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O campo elétrico gerado pelo capacitor apresenta direção angular. II. ( ) O módulo do campo elétrico é dado em termos dos raios a e b do capacitor. III. ( ) A capacitância do capacitor não pode ser calculada a partir da lei de Gauss. IV. ( ) Desconsiderando algumas constantes, os raios das cascas cilíndricas são as únicas grandezas que aparecem na capacitância. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Ocultar opções de resposta 1. F, V, F, V. Resposta correta 2. V, V, F, V. 3. F, V, V, V. 4. V, F, V, F. 5. F, V, V, F. 4. Pergunta 4 0/0 Sabe-se que um dado material quando introduzido em um campo elétrico externo sofre uma reorganização na disposição de suas cargas. Essa reorganização recebe o nome de polarização. A polarização é um efeito que ocorre em diferentes materiais, sendo eles os condutores elétricos ou os isolantes elétricos, porém, seu efeito mais interessante ocorre em dielétricos. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre polarização em meios materiais, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. O campo elétrico total em um material dielétrico não existe, ou seja, é nulo. Porque: II. O efeito gerado pela polarização é polarizar as cargas em um determinado material dielétrico. A seguir, assinale a alternativa correta: Ocultar opções de resposta 1. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 2. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I. 3. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 4. As asserções I e II são proposições falsas. Resposta correta 5. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 5. Pergunta 5 0/0 A grande maioria dos materiais dielétricos é denominada dielétricos lineares. A polarização nesses materiais, quando inseridos em campos elétricos externos, apresenta sempre mesmo sentido do vetor campo elétrico, além de depender de algumas propriedades e características de cada material. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre constante dielétrica, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O vetor polarização é diretamente proporcional ao campo elétrico externo sob qual o material está submetido. II. ( ) O vetor polarização é uma função vetorial dependente do tempo. III. ( ) A polarização é um escalar dado pelo produto escalar entre a constante eletrostática do meio e o campo elétrico externo. IV. ( ) O vetor deslocamento elétrico fica dado em termos da polarização e uma constante que depende do material. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta Ocultar opções de resposta 1. V, F, V, F 2. F, V, V, F. 3. F, V, F, V. 4. F, V, V, V. 5. V, F, F, V. Resposta correta 6. Pergunta 6 0/0 Equações diferenciais são uma das principais ferramentas utilizadas para a modelagem matemática de problemas físicos e situações reais. Uma equação diferencial parcial é um tipo de equação composta pelas derivadas parciais de funções a se determinar. No caso específico da eletrostática, bons exemplos de equações diferenciais parciais são as equações de Poisson e de Laplace. Essas são compostas por derivadas parciais dos potenciais elétricos. A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre condições de contorno, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) Existem dois tipos de condições de contorno na eletrostática para problemas modelados a partir das equações de Poisson e de Laplace. II. ( ) A condição de Dirichlet é condição de contorno definida pela especificação do potencial elétrico sobre alguns tipos de superfície. III. ( ) A condição de Neumann é o tipo de condição de contorno definida através da componente normal do campo elétrico em relação à superfície. IV. ( ) A condições de Cauchy é o tipo de condição de contorno dada em termos do campo elétrico em algumas superfícies. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Ocultar opções de resposta 1. Incorreta: V,F, V, F. 2. V, V, V, F. 3. F, V, F, V. 4. F, V, V, V 5. F, V, V, F. Resposta correta 7. Pergunta 7 0/0 Em termos de Eletricidade, os meios materiais podem ser classificados de duas maneiras, sendo elas os condutores elétricos e os isolantes elétricos, também denominados dielétricos. Condutores são materiais nos quais as cargas elétricas se movimentam com grande facilidade; já os materiais dielétricos são materiais que apresentam dificuldades para que cargas elétricas se movimentem. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre condutores elétricos, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. O campo elétrico no interior de um condutor é sempre nulo, ou seja, 𝑬 = 0. Porque: II. Caso o campo elétrico no interior de um condutor não fosse nulo, as cargas constituintes do material condutor iriam se movimentar devido à presença do campo elétrico. A seguir, assinale a alternativa correta: Ocultar opções de resposta 1. As asserções I e II são proposições falsas. 2. As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I. Resposta correta 3. As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. 4. A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. 5. A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira. 8. Pergunta 8 0/0 Em física, devido à complexidade de alguns problemas que descrevem alguns determinados fenômenos, é muito comum a criação de artifícios que auxiliam na resolução de problemas. Em termos da eletrostática, um bom exemplo de um artifício matemático utilizado e que facilita demais o tratamento de problemas envolvendo as equações de Poisson e de Laplace é o método das imagens. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre o método das imagens, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) O método das imagens é assim denominado por ser um método aplicado no estudo da óptica geométrica em espelhos. II. ( ) Um determinado fenômeno físico relacionado à eletrostática e às equações de Poisson e de Laplace tem seu efeito dobrado pelo método das imagens. III. ( ) O método é baseado na substituição das condições de contorno da equação de Poisson, em uma determinada região, por novas condições dadas por distribuição de cargas fora da região de interesse. IV. ( ) Um dos fatores mais importante do método das imagens é destacar que a substituição por novas condições de contorno deve reproduzir exatamente as condições antigas dentro da região que se quer resolver a equação de Poisson. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Ocultar opções de resposta 1. F, V, V, F. 2. F, V, V, V. 3. F, V, F, V. 4. V, F, V, F. 5. F, F, V, V. Resposta correta 9. Pergunta 9 0/0 A eletrostática é a área do eletromagnetismo que estuda corpos eletrizados em que as cargas não sofrem variações no decorrer do tempo. Um dos focos da eletrostática é a determinação das forças de interação entre os corpos eletrizados e os campos elétricos gerados por esses corpos. Esse estudo é realizado em materiais condutores e também em materiais dielétricos. Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre vetor deslocamento elétrico, ordene as etapas a seguir de acordo com a sequência em que ocorrem no processo de cálculo do vetor deslocamento elétrico de uma distribuição contínua de cargas: ( ) Determinar se o sistema físico apresenta algum tipo de simetria. ( ) Calcular o fluxo do vetor deslocamento elétrico. ( ) Escolher as coordenadas que melhor descrevem o problema de acordo com a simetria apresentada. ( ) Criar uma superfície gaussiana. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Ocultar opções de resposta 1. 1, 4, 3, 2. 2. 1, 4, 2, 3. Resposta correta 3. 4, 1, 3, 2. 4. Incorreta: 3, 2, 4, 1. 5. 2, 3, 4, 1. 10. Pergunta 10 0/0 Um dispositivo eletrônico que constitui a maioria dos circuitos eletrônicos atualmente é denominado capacitor. Um capacitor é um elemento constituído por duas placas condutoras carregadas e com sinais contrários. No interior dessas placas é gerado um campo elétrico. Capacitores são utilizados para o armazenamento de energia elétrica. A partir dessas informações e do conteúdo estudado relacionado à capacitância elétrica, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s). I. ( ) A capacitância elétrica é uma grandeza associada a capacitores que está relacionada com a geometria desse objeto. II. ( ) O campo elétrico é um componente fundamental na determinação da capacitância elétrica. III. ( ) A capacidade elétrica depende da corrente elétrica percorrida em um capacitor. IV. ( ) A área de um capacitor elétrico é fundamental para o cálculo da sua capacitância elétrica. Agora, assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: Ocultar opções de resposta 1. F, V, V, F. 2. V, F, V, F. 3. V, V, F, F. Resposta correta 4. F, V, F, V. 5. F, V, F, V. REFERENCIAS: UNINASSAU