ELTSUBS20171 20180330124054

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Física Eletromagnetismo
2017-1
Prova Substitutiva - 30 Pontos Data: 10/07/2016 Duração: 100 minutos
Nome: RA:
Esta prova consiste de 6 páginas (incluindo esta página com as instruções) e 5 questões. Con�ra se
há alguma página faltando. Escreva seu nome e RA nos locais indicados.
Use apenas lápis, borracha, caneta e régua na resolução de suas questões. É permitido o uso de
calculadoras não-programáveis e da folha de consulta, desde que elaborada de próprio punho e em
folha de papel A4. Ela será conferida e grampeada junto à sua prova.
NÃO SERÁ PERMITIDO nenhum tipo de troca de material de qualquer tipo entre os alunos,
podendo o professor ANULAR a prova de quem o �zer.
DESLIGAR os celulares antes do início da prova. Qualquer perturbação na aplicação da prova
devido ao manuseio ou barulho de um celular ocasionará o anulamento automático da prova do
portador do aparelho.
Os cálculos referentes a cada questão devem ser mostrados durante sua resolução com riqueza de
detalhes, conforme as seguintes regras:
• Ao usar alguma equação que foi deduzida em sala
de aula durante as aulas teóricas, escrevê-la pri-
meiro em sua forma literal, para depois reali-
zar a substituição do valor numérico de cada gran-
deza. O não cumprimento desse item ocasionará
uma perda de pontos ainda que a resposta es-
teja correta.
• Organize a sua resposta de maneira compreen-
sível. Cálculos espalhados pela página de maneira
aleatória e incoerente resultarão em uma GRANDE
perda de pontos.
• Respostas misteriosas sem os devidos cálculos que
a comprovem, mediante raciociocínio lógico cor-
reto e coerente serão desconsideradas, ainda que
a resposta �nal esteja correta.
• Ausência de unidades físicas na resposta �nal de
cada problema ocasionarão uma perda automática
de 0,5 pontos por resposta sem unidade.
Não escreva na tabela à direita.
Questão Valor Nota
1 6
2 6
3 6
4 6
5 6
Total: 30
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1. (6 pontos) Força Elétrica, Campo elétrico e Potencial Elétrico: Uma carga puntiforme
positiva q1 = 4, 8 µC é posicionada no eixo x, a 35 cm de distância de uma carga puntiforme
negativa q2 = −3, 6 µC.
(a) (1 ponto) Faça um esboço (desenho) do problema proposto. Destaque a posição de cada
carga no eixo x.
(b) (3 pontos) Determine o ponto sob o eixo x em que o campo elétrico é igual a zero.
(c) (2 pontos) Determine o potencial elétrico em um ponto a 10 cm de q1, entre as duas cargas.
Prova Substitutiva - 30 Pontos Página 3 de 6 10/07/2016
2. (6 pontos) Circuitos Elétricos. Charles deseja ligar dois LEDs de resistência elétrica igual a
2,0 Ω a uma bateria de 12 V. Como Charles deseja que eles brilhem com intensidade máxima,
eles devem ser ligados em paralelo entre si. Cada LED, porém, deve ser submetido a uma tensão
máxima de 6,0 V, ou seja, se forem ligados diretamente à bateria serão dani�cados. A solução é
colocar um resistor em série com o arranjo de LEDs para que a tensão sobre eles seja diminuída.
(a) (2 pontos) Faça um diagrama do circuito que deverá ser montado por Charles. Destaque
os dois LEDs, o resistor e a bateria.
(b) (2 pontos) Determine a resistência mínima do resistor que deverá ser adicionado para que
o conjunto funcione sem dani�car os LEDs.
(c) (2 pontos) Determine a corrente total sobre o circuito.
Prova Substitutiva - 30 Pontos Página 4 de 6 10/07/2016
3. (6 pontos) leis de Kirchho�: Um circuito complexo é montado conforme a �gura abaixo.
Utilize as Leis de Kirchho� e calcule as correntes elétricas em cada ramo do circuito. Explique
detalhadamente cada um dos passos necessários para a resolução do problema.
Prova Substitutiva - 30 Pontos Página 5 de 6 10/07/2016
4. (6 pontos) Força Magnética. Uma televisão de tubo de raios catódicos funciona a partir
da incidência de elétrons sobre uma tela de fósforo. Campos elétricos e magnéticos são es-
senciais para direcionar os elétrons para diferentes partes da tela. A �gura abaixo representa
esquematiamente um elétron acelerado em direção à tela.
Sabendo que o elétron será desviado quando atravessar as regiões de campo elétrico e de campo
magnético, responda:
(a) (2 pontos) Qual região da tela (1, 2, 3 ou 4) o elétron atingirá? Justi�que sua resposta
desenhando no espaço abaixo os vetores força elétrica e força magnética;
(b) (4 pontos) Se a força magnética que desvia o elétron quando ele atravessa a região de
campo magnético for de 3,2×10−13N, qual é a intensidade do campo magnético? Dado:
carga elementar e = 1,6×10−19C.
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5. (6 pontos) Lei de Faraday e Lei de Lenz: Uma campo magnético uniforme de 1,5 T atravessa
perpendicularmente uma espira circular condutora de cobre, de raio igual a 10 cm. Como o
cobre é um material maleável, a espira pode ser remodelada para uma elipse, de semi-eixo maior
a = 12 cm e semi-eixo menor b = 8,0 cm, como mostrado na �gura abaixo.
Dados: Área de uma circunferência: A = pir2. Área de uma elipse: A = piab.
(a) (2 pontos) Calcule a variação do �uxo magnético sobre a espira.
(b) (2 pontos) Haverá corrente induzida na espira? JUSTIFIQUE sua resposta. Respostas
sem justi�cativa serão desconsideradas.
(c) (2 pontos) Utilize a Lei de Lenz para determinar o sentido da corrente induzida (Horário
ou Anti-horário). JUSTIFIQUE sua resposta. Respostas sem justi�cativa serão desconsi-
deradas.