FISICA 3 (2EE - 2012.2)

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Questão 1: O circuito da figura ao lado é formado por três 
capacitores e um resistor, em que C1 = 0,30 μF, C2 = 0,20 μF, 
C3 = 0,44 μF (valores sem dielétrico) e R = 200 Ω. Além disso, o 
capacitor C3 é completamente preenchido com um dielétrico de 
constante κ = 2,0. Esse circuito possui uma chave que pode ser 
conectada em três posições: A, desligado e B. Supondo que 
inicialmente os três capacitores se encontram descarregados:
 a) Encontre a equação diferencial para a carga no capacitor C2 e 
 determine a constante de tempo τ (considere a chave na posição A). (1,0)
 b) Determine a carga de todos os capacitores passado um tempo muito longo (chave em A). (1,0)
 c) Na condição anterior, determine a energia armazenada no capacitor C1. (0,5)
 d) A chave é posta na posição B. Determine a carga nos capacitores após o 
 equilíbrio ser atingido. (1,0)
 e) Determine a carga de polarização no capacitor C3. (0,5)
Questão 2: 
a) Um fio cilíndrico de raio R é percorrido por uma densidade de corrente J. 
Calcule a corrente I no fio quando o módulo de J é dado por 
i) J1(r)= J01/r e ii) J2(r) = J02 (1-r/R) 
onde J01 e J02 são duas constantes diferentes, e r é a distância ao eixo 
do cilindro. (1,5)
b) No circuito ao lado ε1 = ε2 = 3 V, R1 = R2 = 2 Ω e R = 5 Ω. Calcule as 
correntes em cada ramo do circuito e a diferença de potencial nos terminais 
do resistor R (veja figura). (1,5)
Questão 3: A figura ao lado mostra a trajetória de um elétron e uma partícula de 
carga q (sinal indeterminado) sob a ação de um campo magnético B. Sabendo-
se que as partículas se movem no plano xy, determine:
a) A direção e sentido do campo magnético. (0,5)
b) O sinal da carga q. (0,5)
Considere agora uma espira situada no plano xy por onde circula uma corrente I (figura a baixo). 
O trecho 1 tem comprimento “a” e o trecho 2 “b”. Essa espira encontra-se numa região de campo 
magnético uniforme B que aponta na direção x. 
(Expresse as respostas em termos de versores x, y, z).
c) Calcule a força (vetor) sobre os trechos 1 e 2. (0,5)
d) Calcule a força total (vetor) sobre a espira. (0,5)
e) Calcule o momento de dipolo m (vetor). (0,5)
f) Desenhe cuidadosamente a espira em sua posição 
que minimiza a energia potencial. (0,5)
Segundo Exercício Escolar - Física Geral 3 06/03/2013
Nome:Nome:
CPF: Turma:
Katiuscia Cassemiro
Versão B
Katiuscia Cassemiro
Questão 1: O circuito da figura ao lado é formado por três 
capacitores e um resistor, em que C1 = 0,30 μF, C2 = 0,20 μF, 
C3 = 0,44 μF (valores sem dielétrico) e R = 200 Ω. Além disso, o 
capacitor C3 é completamente preenchido com um dielétrico de 
constante κ = 2,0. Esse circuito possui uma chave que pode ser 
conectada em três posições: A, desligado e B. Supondo que 
inicialmente os três capacitores se encontram descarregados:
 a) Encontre a equação diferencial para a carga no capacitor C2 e 
 determine a constante de tempo τ (considere a chave na posição A). (1,0)
 b) Determine a carga de todos os capacitores passado um tempo muito longo (chave em A). (1,0)
 c) Na condição anterior, determine a energia armazenada no capacitor C1. (0,5)
 d) A chave é posta na posição B. Determine a carga nos capacitores após o 
 equilíbrio ser atingido. (1,0)
 e) Determine a carga de polarização no capacitor C3. (0,5)
Questão 2: 
a) Um fio cilíndrico de raio R é percorrido por uma densidade de corrente J. 
Calcule a corrente I no fio quando o módulo de J é dado por 
i) J1(r)= J01/r e ii) J2(r) = J02 (1-r/R) 
onde J01 e J02 são duas constantes diferentes, e r é a distância ao eixo 
do cilindro. (1,5)
b) No circuito ao lado ε1 = ε2 = 3 V, R1 = R2 = 2 Ω e R = 5 Ω. Calcule as 
correntes em cada ramo do circuito e a diferença de potencial nos terminais 
do resistor R (veja figura). (1,5)
Questão 3: A figura ao lado mostra a trajetória de um elétron e uma partícula de 
carga q (sinal indeterminado) sob a ação de um campo magnético B. Sabendo-
se que as partículas se movem no plano xy, determine:
a) A direção e sentido do campo magnético. (0,5)
b) O sinal da carga q. (0,5)
Considere agora uma espira situada no plano xy por onde circula uma corrente I (figura a baixo). 
O trecho 1 tem comprimento “a” e o trecho 2 “b”. Essa espira encontra-se numa região de campo 
magnético uniforme B que aponta na direção y. 
(Expresse as respostas em termos de versores x, y, z).
c) Calcule a força (vetor) sobre os trechos 1 e 2. (0,5)
d) Calcule a força total (vetor) sobre a espira. (0,5)
e) Calcule o momento de dipolo m (vetor). (0,5)
f) Desenhe cuidadosamente a espira em sua posição 
 que minimiza a energia potencial. (0,5)
Segundo Exercício Escolar - Física Geral 3 06/03/2013
Nome:Nome:
CPF: Turma:
Katiuscia Cassemiro
Versão A
Katiuscia Cassemiro
Katiuscia Cassemiro
2
Katiuscia Cassemiro
Katiuscia Cassemiro
2
Katiuscia Cassemiro
Katiuscia Cassemiro