fs3130_p1_2_sem_2010_gab (1)

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Centro Universitário da FEI Engenharia 
A 
1° 
FS3130 Física 3 Diurno P1 80 min 27/09/2010 2° 
Número: N° Seq: 3° 
Nome: Gabarito A 4° 
Assinatura: Total 5o 
Instruções. Entre as quatro primeiras questões resolver três de sua escolha. Marcar com a questão descartada. A 
última questão é obrigatória. Todas as respostas devem ser justificadas. 
 
1. Um dipolo elétrico formado pelas cargas elétricas – separadas pela distância e uma terceira partícula 
de carga elétrica estão localizados no plano como mostra a figura. 
a) Mostre que o campo elétrico produzido pelo dipolo na posição da carga é d 
 
 
 
 
 . (1 pto) 
b) calcule a força elétrica que atua sobre a carga . (0,5 pto) 
c) Indique, na figura, a direção e o sentido das forças elétricas produzidas pela carga sobre as cargas e – do 
dipolo. (0,5 pto) 
d) Quais são a direção e o sentido do torque sobre o dipolo? (0,5 pto) 
 
 
 
a) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d) 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
 
 
 
 
Formulário: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. A superfície do paralelepípedo mostrada está imersa em região de campo elétrico representado por . 
a) Calcular o fluxo elétrico nas faces indicadas na tabela; (2 pto) 
b) Determinar a carga elétrica interna à superfície do paralelepípedo. (0,5 pto) 
 
 
a) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Formulário: . 
 
 
 
3. A espira retangular ABCD é percorrida por uma corrente elétrica I, e está imersa em uma região de campo magnético 
uniforme de intensidade . A espira pode girar em torno do lado CD. Supondo que a espira seja abandonada na posição 
ilustrada, pedem-se: 
a) as forças magnéticas e , que atuam nos lados AB e BC da espira 
respectivamente; (1 pto) 
b) o torque magnético que atua sobre a espira; (1 pto) 
c) o sentido da rotação da espira. Explique. (0,5 pto) 
Dados: T 
Formulário: 
 
 
a) 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
c) Sendo o torque 
 
 
 , então a espira, vista do eixo z, gira no sentido anti-horário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Um condutor cilíndrico longo, de raio , conduz uma corrente elétrica , saindo do plano, e uniformemente 
distribuída na área da seção reta do cilindro. Determinar: 
a) a intensidade, direção e sentido do campo magnético nos pontos e ; (2 ptos) 
b) a força magnética que atua sobre uma carga elétrica , quando a mesma passa pelo ponto com velocidade . 
(0,5 pto) 
 
a) 
Ponto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 t 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto 
 t 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
 m 
 
 
 
 
 
 
Formulário: 
 
 
 
5. Em um experimento sobre “Perturbação e c rcu tos elétr cos rovocada or ed dores”, te -se os seguintes gráficos 
para as resistências obtidas experimentalmente com a montagem do amperímetro interno (R’’) e a erí etro exter o 
(R’) e fu ção de . 
a) Identificar na figura qual gráfico corresponde à montagem com amperímetro externo e qual corresponde àquela com 
amperímetro interno. (0,5 pto) 
b) A partir do gráfico, determine a resistência interna do amperímetro e do voltímetro. (1 pto) 
c) Considerando um resistor , a melhor montagem é com amperímetro interno ou externo? Nesse caso, qual 
seria o resultado experimental para a medida de sua resistência? (1 pto) 
 
Formulário: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0
100
200
300
400
500
 
 
R, R' e R'' ()
R ()
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c)Sendo 
 
 
 
, a melhor montagem é a do amperímetro externo ( . 
 
 
 
 
Amperímetro Interno 
Amperímetro Externo 
 
 
Centro Universitário da FEI Engenharia 
B 
1° 
FS3130 Física 3 Diurno P1 80 min 27/09/2010 2° 
Número: N° Seq: 3° 
Nome: Gabarito B 4° 
Assinatura: Total 5o 
Instruções. Entre as quatro primeiras questões resolver três de sua escolha. Marcar com a questão descartada. A 
última questão é obrigatória. Todas as respostas devem ser justificadas. 
 
1. Um dipolo elétrico formado pelas cargas elétricas – separadas pela distância e uma terceira partícula 
de carga elétrica estão localizados no plano como mostra a figura. 
a) Mostre que o campo elétrico produzido pelo dipolo na posição da carga é d 
 
 
 
 
 . (1 pto) 
b) calcule a força elétrica que atua sobre a carga . (0,5 pto) 
c) Indique, na figura, a direção e o sentido das forças elétricas produzidas pela carga sobre as cargas e – do 
dipolo. (0,5 pto) 
d) Quais são a direção e o sentido do torque sobre o dipolo? (0,5 pto) 
 
 
 
a) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d) 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
 
 
 
 
Formulário: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. A superfície do paralelepípedo mostrada está imersa em região de campo elétrico representado por . 
a) Calcular o fluxo elétrico nas faces indicadas na tabela; (2 pto) 
b) Determinar a carga elétrica interna à superfície do paralelepípedo. (0,5 pto) 
 
 
a) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 0 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Formulário: . 
 
 
 
3. A espira retangular ABCD é percorrida por uma corrente elétrica I, e está imersa em uma região de campo magnético 
uniforme de intensidade . A espira pode girar em torno do lado CD. Supondo que a espira seja abandonada na posição 
ilustrada, pedem-se: 
a) as forças magnéticas e , que atuam nos lados AB e BC da espira 
respectivamente; (1 pto) 
b) o torque magnético que atua sobre a espira; (1 pto) 
c) o sentido da rotação da espira. Explique. (0,5 pto) 
Dados: T 
Formulário: 
 
 
a) 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
c) Sendo o torque 
 
 
 , então a espira, vista do eixo z, gira no sentido anti-horário. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Um condutor cilíndrico longo, de raio , conduz uma corrente elétrica , saindo do plano, e uniformemente 
distribuída na área da seção reta do cilindro. Determinar: 
a) a intensidade, direção e sentido do campo magnético nos pontos e ; (2 ptos) 
b) a força magnética que atua sobre uma carga elétrica , quando a mesma passa pelo ponto com velocidade . 
(0,5 pto) 
 
a) 
Ponto 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 t 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto 
 t 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) 
 
 
 
 
 
 
 
Dados: 
 m 
 
 
 
 
 
 
Formulário: 
 
 
 
5. Em um experimento sobre “Perturbação e c rcu tos elétr cos rovocada or ed dores”, te -se os seguintes gráficos 
para as resistências obtidas experimentalmente com a montagem do amperímetro interno (R’’) e a erí etro exter o 
(R’) e fu ção de . 
a) Identificar na figura qual gráfico corresponde à montagem com amperímetro externo e qual corresponde àquela com 
amperímetro interno. (0,5 pto) 
b) A partir do gráfico, determine a resistência interna do amperímetro e do voltímetro. (1 pto) 
c) Considerando um resistor , a melhor montagem é com amperímetro interno ou externo? Nesse caso, qual 
seria o resultado experimental para a medida de sua resistência? (1 pto) 
 
Formulário: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
0 50 100 150 200 250 300 350 400
0
100
200
300
400
500
 
 
R, R' e R'' ()
R ()
 
b)c) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Sendo 
 
 
 
, a melhor montagem é a do amperímetro interno ( . 
 
 
 
 
 
 
(250,120)