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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO Universidade Federal do Recôncavo da BahiaUniversidade Federal do Recôncavo da BahiaUniversidade Federal do Recôncavo da BahiaUniversidade Federal do Recôncavo da Bahia Campus Universitário de Cruz das Almas Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas Bacharelado em Ciências Exatas e TecnológicasBacharelado em Ciências Exatas e TecnológicasBacharelado em Ciências Exatas e TecnológicasBacharelado em Ciências Exatas e Tecnológicas Recôncavo da Bahia s/nº.; Cruz das Almas/BA; CEP: 44380-000 www.ufrb.edu.br Disciplina: CET169 - Eletromagnetismo - Professor: Nilton Cardoso da Silva EXERCÍCIOS REFERENTES À 1ª PROVA BIMESTRAL DE ELETROMAGNETISMO DE 2013.1 NORMAS PARA ENTREGA DOS EXERCÍCIOS E ESTUDOS DIRIGIDOS Usar capa dos exercícios deve ser exclusiva e impressa no modelo e conter as informações que seguem. UFRB – nome completo da UFRB nome completo do Campus CETEC - nome completo do centro BC&T - nome completo do curso nome completo da componente pedagógica (discipliona) nome completo do professor Tema: Tema do Trabalho: (Eletromagnetismo, Eletricidade e Magnetismo, Número do capítulo) Título: Título do Trabalho: (Título do capítulo) Nome: Nome do aluno RA: Registro Acadêmico Local: Cruz das Almas BA - Data de entrega ____/____/ ______ (no fim da pagina) Os exercícios devem ser manuscritos e serão entregue no dia da prova, antes de iniciar a prova. Escrever a questão, a solução e demarcar as respostas finais de cada ítem solicitado dentro de um círculo ou quadro Re comendo que o aluno solicite um protocolo do professor eu comprove a entrega do exercício. Este protocolo seria uma cópia extra da capa com assinatura e ou carimbo do professor com rúbrica. Este protocolo só será feito se o aluno entregar a capa correta com uma segunda via que servirá de protocolo. Os exercícios não devem ser copiados, porque são a base de treinamento para as provas. Se o aluno copiar os exercícios, não terá condições de resolver a prova que é sem consulta. O aluno deve resolver os exercícios até uma semana antes da data de entrega, para ter tempo de pesquisar os assuntos daqueles temas cujo problema não encontra a solução. Podem haver respostas erradas em um ou outro exercício. Quando a resposta não bater, depois de tentar resolver insistentemente o exercício, procure o professor ou colega. Não apague ou jogue fora as resoluções que obteve, até encontrar a resposta. Não copiem as respostas da turma anteriores. Pois o objetivo dos exercícios é o treinamento para a prova. Se copiar a resposta, você pode até conseguir a nota mas não terá condições de realizar a prova. Nas provas não usem comunicadores na forma de (celular, aparelhos de ouvido, e calculadoras). O uso de calculadoras e objetos não pode ser compartilhados durante as provas, celulares devem ser desligados e guardados. Cada dia útil de atraso da entrega do exercício a nota do seu trabalho perderá 20% do seu valor até se anular. Se o aluno não encontrar o professor no dia, poderá colocar o trabalho ou exercício debaixo da porta de sua sala, no caso a sala 45. Ou enviar uma cópia escaneada para o professor exatamente igual a lista, nada poderá ser acrescentado. Depois na próxima oportunidade (aula que o aluno e professor estiver em sala) o aluno deverá entregar o trabalho manuscrito para avaliação. O professor não avalia trabalhos enviados pela internet, eles servem apenas para comprovar que o aluno concluiu o trabalho na data que terminou, para não perder nota. Se o aluno não entregar o trabalho impresso ao professor, após enviar por e-mail, não terá sua nota contabilizada, e se demorar mais que uma semana para entregar, sua nota será anulada. Resolva os exercícios sempre algebricamente antes substituir os valores. Use figuras desenhos e gráficos para mostrar as resoluções. Demonstre todos os passos da solução. Q1.1 Q1.2 Suponha agora a figura 2.9 que mostra uma terceira carga, Q3=10[ηηηηC] nas coordenadas (0,0 ; 0,0 ;-4) [m] adicionada no item anterior. Encontre neste caso, a força total exercida pelas cargas Q1 e Q3 sobre a carga Q2. Encontre também, a intensidade de campo elétrico a partir deste exemplo e do anterior pela lei de Coulomb considerando uma carga de teste de 2η[C]. fig 2.9. Q 1.3 Seja uma distribuição de cargas ρρρρL distribuída uniformemente numa linha de material isolante, longa e colocada num eixo paralelo ao eixo z e que passa pelas coordenadas x = y = 2[m], considere ainda uma carga plana infinita de distribuição superficial ρρρρS colocada em paralelo aos eixos x e y em z = 2[m]. Usando a lei de Gauss, determine passo a passo: a) o vetor densidade de campo D, b) o vetor campo elétrico E, e c) o vetor força elétrica F para uma carga de Q=2[C] colocada no centro do sistema de coordenadas. Q1.4 - Seja uma distribuição uniforme de cargas ρρρρL numa linha em anel de raio r = 2m colocado no plano xy. Determine a força elétrica causada por este anel numa carga colocada no eixo z situada a 3 metros do centro do sistema de coordenadas que é centrado no centro do anel. Q1.5 - Determine o volume e a superfície externa de uma carga esférica de raio R, usando os elementos diferenciais dv e dS Q1.6 – Q1.7 - Q1.8 - Seja uma folha de carga da figura 2.4, de extensão infinita, que tem distribuição uniforme de carga ρρρρS = 10,0ηηηη[C/s] que passa pelo plano y=-2[m]. Encontre o vetor campo elétrico E no ponto P=(0,2,1)[m], primeiro algebricamente, e depois numericamente. Q1.9 – Q1.10 - Q1.11 - Seja dado um cabo coaxial cilíndrico de comprimento infinito. Sabemos que nas condições de operação ele apresenta uma distribuição de cargas uniforme ρρρρs>0 no condutor interno e ρρρρs<0 uniforme no condutor externo. A figura 1a mostra que o raio interno do condutor interno é a e que o condutor externo tem raio interno b e raio externo c. Ambos condutores são separados por um material isolante de constante elétrica εo. Usando a lei de Gauss para resolver o problema, determine algebricamente, as equações e o perfil da intensidade de campo elétrico E a partir do centro, para a) r<a, b) a<r<b, c) b<r<c e d) r>c.. e) Desenhe perfil do gráfico do campo elétrico em função do raio a partir das equações encontradas. Q1.12 - Encontre o fluxo elétrico ΨΨΨΨ, para as seguintes densidades de campo elétrico e superfícies delimitadoras abaixo. Mostre o elemento diferencial em cada uma delas. a) D = 3xy ax + 4x az C/m2 e através do plano delimitado por z = 0, 0≤≤≤≤ x≤≤≤≤ 5m, 0≤≤≤≤ y≤≤≤≤ 3m. b) D = 3r ar - 9r aθθθθ + 6 aφφφφ C/m2, e através da superfície esférica de raio r =2m, Obs Fig 2.30 é um circulo centrado no plano x,y Figura 1a) Perfil de um condutor coaxial Figura 1b) Perspectiva do condutor Q1.13 – Q1.14 – Q1.15 – Fig 2.32 Q1.16 - Suponha uma densidade de campo elétricos D = ρ2aρ, produzida por uma distribuição de cargas simétricas em ralação ao eixo z, Encontre o fluxo através da superfície de um cilindro concêntrico com ela onde 0≤ z ≤ h e ρ ρ ρ ρ = a: a) Lado esquerdo do teorema da divergência b) Lado direito do teorema da divergência Use o teorema da divergência e integral de volume no divergente.
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