Prova Teste T1B

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<p>PPrrooff.. AAnnddrréé PPeennnnaa FFuunnddaammeennttooss ddee EElleettrroommaaggnneettiissmmoo PP22</p><p>NNoommee:: MMaattrrííccuullaa::</p><p>1) Uma pequena esfera, com massa igual a 1,50 g, está pendurada por um fio isolante entre duas placas</p><p>paralelas verticais muito grandes, separadas por uma distância igual a 5,0 cm. As placas são isolantes</p><p>e possuem densidades superficiais de carga uniformes +𝜌 e −𝜌. A carga da esfera é q = 8,90 x10-6</p><p>C. Calcule a diferença de potencial entre as placas para que o fio fique inclinado a um ângulo de</p><p>30,0° em relação à vertical.</p><p>2) Duas distribuições lineares de carga são colocadas no eixo y do sistema de coordenadas</p><p>retangulares e na direção do eixo x. A primeira distribuição de carga 𝜌1 = −2𝜇 𝐶 𝑚⁄ é colocada em</p><p>(0,1m,0); a segunda distribuição de carga 𝜌2 = 1,5𝜇 𝐶 𝑚⁄ é colocada em (0,-1m,0). Determine o</p><p>potencial em (0,0,1m) em relação à origem (0,0,0).</p><p>3) A unidade de flash de uma máquina fotográfica contém um capacitor que armazena a energia usada</p><p>para produzir o flash. Em uma dessas unidades, um flash dura um tempo de 1/675 s, com uma</p><p>potência luminosa média igual a 2,70 x 10^5 W.</p><p>(a) Se a conversão da energia elétrica em luz possui eficiência de 95% (a energia restante se</p><p>transforma em energia térmica), qual é a energia que pode ser armazenada no capacitor para obter</p><p>esse flash?</p><p>(b) A diferença de potencial entre as placas de um capacitor é igual a 125 V quando a energia</p><p>armazenada é igual ao valor calculado na parte (a). Qual é o valor da capacitância?</p><p>4) A figura abaixo mostra um corte transversal de um cabo coaxial com duas camadas dielétricas</p><p>coaxiais. Os parâmetros geométricos são a = 1mm, R = 2mm e b = 4mm. As constantes dielétricas</p><p>são 𝜀1 = 5 e 𝜀2 = 2. Calcule a capacitância por comprimento de cabo.</p><p>5) Um capacitor esférico, com raios R1 = 1,5cm e R1 = 4cm , tem um dielétrico não homogêneo de</p><p>𝜀 = 10𝜀0/𝑟. Determine a capacitância do capacitor.</p><p>6) Dado o potencial elétrico esférico</p><p>𝑉 =</p><p>10</p><p>𝑟</p><p>sin 𝜃 cos𝜑</p><p>Determine o vetor densidade de fluxo elétrico D em (2, π/2, 0).</p><p>Respostas:</p><p>1) 47,8V</p><p>2) 3116,32V</p><p>3) a) 421J b) 0,054F</p><p>4) 114,3𝑝𝐹/𝑚</p><p>5) 1,13nF</p><p>6) 22,1 �̂� pC/m2</p>