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Avaliando Aprendizado Teste seu conhecimento acumulado Disc.: ELETROMAGNETISMO Aluno(a): OTÁVIO DO CARMO REIS 202101172205 Acertos: 1,8 de 2,0 21/09/2023 Acerto: 0,2 / 0,2 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 21/09/2023 16:43:24 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) = − ρ2 +1 2ϵ0 1 2ϵ0 φ(ρ) = ρ2 −1 2ϵ0 1 ϵ0 φ(ρ) = − ρ2 + 11 2ϵ0 φ(ρ) = − ρ +1 2ϵ0 1 2 φ(ρ) = ρ2 +1 2ϵ0 1 4ϵ0 φ(ρ) = − ρ2 +1 2ϵ0 1 2ϵ0 ρ k1 Questão1 a https://simulado.estacio.br/alunos/inicio.asp https://simulado.estacio.br/alunos/inicio.asp javascript:voltar(); javascript:voltar(); 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: 0,2 / 0,2 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. k2 r = 1 φ = 0 ρ = 0 ρ k1 = 0 → E (ρ = 0) = 0 φ(ρ) = − ρ2 + k1ln(ρ) + k2 = − ρ 2 + 1 2ϵ0 1 2ϵ0 1 2ϵ0 Questão2 a Respondido em 21/09/2023 16:45:05 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. 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: 0,0 / 0,2 A fem pode ser descrita como a diferença de potencial. Ela pode receber duas denominações, quando é induzida pela variação do módulo do campo magnético é chamada de: fem de movimento. fem de capacidade. fem de intensidade. fem de variação. fem de transformação. Respondido em 21/09/2023 16:45:58 Explicação: fem de transformação Quando a fem é induzida pela variação do módulo do campo magnético, ela é denominada fem de transformação. →H = ϕ̂2ln3 5π →H = ϕ̂5ln4 π →H = ϕ̂ln3 4π →H = ϕ̂5 2π →H = ϕ̂5ln3 4π →H = ϕ̂ 5ln3 4π Questão3 a 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. Acerto: 0,2 / 0,2 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 21/09/2023 16:47:29 Explicação: Acerto: 0,2 / 0,2 Seja uma carga de -5C que se encontra �xa, no vácuo. Uma outra carga de -10C foi colocada em um ponto distante 8m da primeira. Determine que velocidade a carga que está livre terá no in�nito após se repelida pela primeira. A carga livre tem massa de 200g. Respondido em 21/09/2023 16:49:20 6π e mrd m 1 6 6π e mrd m 1 3 12π e mrd m 1 3 12π e mrd m 1 6 24π e mrd m 1 9 75.104 m s 95.104 m s 105.104 m s 45.104 m s 125.104 m s Questão4 a Questão5 a Explicação: Gabarito: Justi�cativa: Quando a carga for solta toda a energia potencial será convertida em cinética no in�nito, assim Acerto: 0,2 / 0,2 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 21/09/2023 16:50:01 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: 75.104 m s −24π Wb 36π Wb −72π Wb −36π Wb 72π Wb →B d →S Questão6 a Acerto: 0,2 / 0,2 v = 10 e-5t m/s v = 100 e-5t m/s v = 50 e-5t m/s v = 10 e-t m/s v = 100 e-t m/s Respondido em 21/09/2023 16:50:56 Explicação: Questão7 a Acerto: 0,2 / 0,2 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, um determinado campo elétrico se propaga, em um meio, com um fasor, em coordenadas cartesianas, da forma e . Determine a expressão do campo elétrico real. Respondido em 21/09/2023 16:52:00 Explicação: Eys = 20e (−2−j4)z Exs = Ezs = 0 E(z, t) = 20e−2zcos(wt − 4z)ẑ E(z, t) = 20e−2zcos(wt − 4z)ŷ E(z, t) = −20e2zcos(wt + 4z)ŷ E(z, t) = −20cos(wt − 4z)ŷ E(z, t) = −20e−2zcos(wt − 4z)ŷ Questão8 a Acerto: 0,2 / 0,2 Duas placas metálicas grandes, paralelas entre si, encontram-se no ar a uma distância de 1m entre si. Uma das placas, localizada em x=0, encontra-se com potencial elétrico zero e a outra, com potencial elétrico de 100V. Resolva a equação de Laplace e determine a distribuição do potencial elétrico. Despreze o efeito das bordas das placas. Respondido em 21/09/2023 16:53:47 Explicação: Gabarito: Justi�cativa: O potencial elétrico só dependerá de uma coordenada x Pela equação de Laplace Esta equação será válida para . onde e são números reais. Substituindo as condições de contorno φ(y) = 10x + 100 φ(y) = 50x + 10 φ(y) = 100x − 50 φ(y) = 50x φ(y) = 100x φ(y) = 100x 0 < x < 1 k1 k2 Questão9 a Acerto: 0,2 / 0,2 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 �uxo magnético através de um volume fechado é sempre nulo. O �uxo magnético depende do módulo do campo magnético que atravessa a área. O �uxo magnético independe do ângulo que o campo magnético faz com área. As linhas de campo magnéticas, diferentemente das linhas de campo elétrico, são sempre fechadas. O rotacional do potencial vetor magnético é o vetor indução magnética. Respondido em 21/09/2023 16:55:15 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. →B d →S Questão10 a
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