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APOL1,2,3,4 e 5 – Eletromagnetismo. Questão 1/5 - Eletromagnetismo A algebra vetorial é muito útil na disciplina de eletromagnetismo. Não é raro você ter que projetar uma força sobre um percurso fechado ou sobre outra força. Para tal recorremos aos métodos que estudamos em algebra vetorial. Nota: 20.0 A B C D Você acertou! E Questão 2/5 - Eletromagnetismo Leia o texto a seguir: “Nuvens, relâmpagos e trovões talvez estejam entre os primeiros fenômenos naturais observados pelos humanos pré-históricos. [...]. A teoria precipitativa é capaz de explicar convenientemente os aspectos básicos da eletrificação das nuvens, por meio de dois processos [...]. No primeiro deles, a existência do campo elétrico atmosférico dirigido para baixo [...] Os relâmpagos são descargas de curta duração, com correntes elétricas intensas, que se propagam por distâncias da ordem de quilômetros [...].” (FERNANDES, W. A.; PINTO Jr. O.; PINTO, I. R. C. A. Eletricidade e poluição no ar. Ciência Hoje. v. 42, n. 252. set. 2008. p. 18.) Revistas de divulgação científica ajudam a população, de um modo geral, a se aproximar dos conhecimentos da Física. No entanto, muitas vezes alguns conceitos básicos precisam ser compreendidos para o entendimento das informações. Nesse texto, estão explicitados dois importantes conceitos elementares para a compreensão das informações dadas: o de campo elétrico e o de corrente elétrica (UEL-2009). Assinale a alternativa que corretamente conceitua campo elétrico. Nota: 20.0 A O campo elétrico é uma grandeza vetorial definida como a razão entre a força elétrica e a carga elétrica. Você acertou! o campo elétrico é uma grandeza vetorial e é definido por: E=FpQpE=FpQp Livro: Engenharia Eletromagnética de Willian H. Hayt, capítulo 2. B As linhas de força do campo elétrico convergem para a carga positiva e divergem da carga negativa. A opção B está errada por que as linhas de força do campo elétrico convergem para a carga negativa; C O campo elétrico é uma grandeza escalar definida como a razão entre a força elétrica e a carga elétrica. A opção C está errada por que o campo elétrico não é escalar. Ele depende de magnitude, ou módulo, direção e sentido. D Como as linhas de força convergem para a carga positiva, a intensidade de campo elétrico em um ponto será função apenas da distribuição destas cargas. A opção D está errada por que as linhas de força divergem da carga positiva e por que, em qualquer ponto do espaço, a intensidade do campo elétrico é função da distribuição tanto das cargas positivas quanto das cargas negativas E O sentido do campo elétrico independe do sinal da carga Q, geradora do campo. A opção E está errada por que o sentido do campo é elétrico depende do sinal da carga e foi arbitrado como tendo origem nas cargas positivas e destino nas cargas negativas. O campo elétrico diverge das cargas positivas e converge para as negativas. Questão 3/5 - Eletromagnetismo Estudando a Lei de Coulomb, podemos intuir que a força que atua sobre um determinado ponto no espaço é a força resultante de todas as cargas que existem no espaço. Considere o seguinte cenário: Nota: 20.0 A 0,506 N B 0,716 N C 0,165 N D 0,453 N E 0,969 N Você acertou! Questão 4/5 - Eletromagnetismo Duas esferas carregadas de diâmetro desprezível estão afastadas por um metro e se atraem com uma força de 720pN720pN. Sabe-se que a carga de uma esfera é duas vezes maior que a carga da outra. Considerando que a força eletrostática entre duas cargas é determinada pela Lei de Coulomb, determine a carga destas esferas sabendo que a Lei de Coulomb é dada por: F=Q1Q24πϵ0R2a21F=Q1Q24πϵ0R2a21 E que a constante de permissividade deste meio é: ϵ0=10−936πF/mϵ0=10−936πF/m Nota: 20.0 A 60 pC e 120pC B 150 pC e 300pC C 75 pC e 150 pC D 100 pC e 200 pC E 200 pC e 400 pC Você acertou! Questão 5/5 - Eletromagnetismo Na álgebra vetorial operações como o produto vetorial e produto escalar podem ser utilizadas para encontrar informações importantes sobre um conjunto de dois vetores. Como, por exemplo, o vetor unitário perpendicular ao plano formado por eles. Nota: 20.0 A B C D E Você acertou! Questão 1/5 - Eletromagnetismo Um condutor é uma estrutura cristalina com abundância de cargas livres suficientemente energizadas para permitir seu movimento quando excitadas por um campo elétrico. No interior de um volume metálico em equilíbrio estático a densidade volumétrica de cargas será: Nota: 20.0 A Diferente de zero apenas no centro; B Zero em todo o interior; Você acertou! C Quanto mais próximo a superfície maior será a densidade volumétrica de cargas; D Quanto mais longe da superfície maior será a densidade volumétrica de cargas; E Zero apenas no centro e diferente de zero em todo o interior. Questão 2/5 - Eletromagnetismo A densidade de fluxo elétrico é uma grandeza importante para o entendimento de condutores, capacitores e dielétricos. Parte da análise das cargas elétricas e da densidade de campo por elas produzidas. Sabendo-se que existe, no Sistema Internacional de Unidades uma relação direta em ter o campo elétrico e a densidade de fluxo elétrico. Nota: 20.0 A B C D Você acertou! E Questão 3/5 - Eletromagnetismo Como trabalharemos com grandes quantidades de carga atravessando áreas específicas, vamos introduzir a noção, de densidade de corrente. Para isso, usando a definição de densidade, vamos dividir um elemento infinitesimal de corrente por um elemento infinitesimal de área, esta definição permite o cálculo da densidade de corrente em qualquer espaço independente da sua forma. Nota: 20.0 A 3 mA B 4 mA Você acertou! C 5 mA D -4 mA E -8 mA Questão 4/5 - Eletromagnetismo Apesar de Coulomb ter desenvolvido sua lei a partir do estudo de cargas pontuais. A ciência evoluiu e permitiu a descoberta de outras relações entre cargas e forças. Um dos campos mais interessante se encontra no estudo de cargas elétricas distribuídas em planos, linhas e volumes. Considerando este avanço. Nota: 20.0 A B Você acertou! C D E Questão 5/5 - Eletromagnetismo Por definição, o fluxo elétrico começa em uma carga positiva e termina em uma carga negativa. O “por definição”, do começo do parágrafo indica apenas que este sentido foi arbitrado, assim como o sinal das cargas, apenas para padronização de estudos e medidas. Nota: 20.0 A B C D Você acertou! E Questão 1/5 - Eletromagnetismo Um condutor de uma liga de cobre não isolada nos seus terminais, foi moldado de forma a ter três diâmetros diferentes. Nota: 20.0 A Você acertou! B C D E Questão 2/5 - Eletromagnetismo A densidade de corrente é, para o eletromagnetismo, tão ou mais importante que a corrente para o estudo da eletricidade. É graças ao estudo desta grandeza que podemos inferir campos magnéticos no espaço ao redor de distribuições de corrente em volumes, superfícies e comprimentos. Nota: 20.0 A B Você acertou! C D E Questão 3/5 - Eletromagnetismo Doponto de vista da magnetostática, estudo dos campos magnéticos estáticos em relação aos condutores que se encontram ao seu redor as duas leis mais importantes são a Lei de Biot-Savart e a Lei de Ampère. Em ambos os casos, podemos inferir as características de um campo magnético próximo ao um condutor de corrente e vice-versa. Nota: 20.0 A Você acertou! B C D E Questão 4/5 - Eletromagnetismo A Lei Circuital de Ampère permite encontrar o campo elétrico provocado por uma distribuição de corrente em um condutor ou no espaço. Nota: 20.0 A B C Você acertou! D E Questão 5/5 - Eletromagnetismo O entendimento do campo magnético gerado por filamentos de corrente e fundamental para o entendimento de motores e solenoides. Nota: 20.0 A B C D Você acertou! E Questão 1/5 - Eletromagnetismo Correntes elétricas distribuídas no espaço geram campos magnéticos. É possível relacionar estes campos gerados por estas distribuições de correntes a pontos específicos do espaço e determinar correntes ou forças induzidas. Este processo permite também relacionar o campo magnético com a densidade de fluxo magnético utilizando uma característica intrínseca do meio. Nota: 20.0 A Você acertou! B C D E Questão 2/5 - Eletromagnetismo Estudando eletromagnetismo podemos entender o que acontece no interior de matérias e os classificamos de acordo com propriedades específicas. Uma grandeza importante neste estudo é a magnetização que pode ser relacionada a permeabilidade e a susceptibilidade magnética. Nota: 20.0 A B C D Você acertou! E Questão 3/5 - Eletromagnetismo Uma partícula carregada sofre o efeito do campo magnético e se estiver em movimento, uma partícula portadora de energia cinética sofrerá o efeito deste campo e terá sua trajetória alterada. Esta é uma das mais importantes descobertas do século XX. Nota: 20.0 A Você acertou! B C D E Questão 4/5 - Eletromagnetismo o átomo contém diversos momentos magnéticos, gerados pela sua própria estrutura e que estes momentos determinam as características magnéticas do material. Com relação as características da matéria com relação ao magnetísmo, marque a alternativa errada. Nota: 20.0 A Os materiais diamagnéticos são repelidos pelo campo magnético onde foram imersos. B Materiais ferromagnéticos são aqueles que não possuem momento. Você acertou! C Chamamos de histerese ao fato que o campo magnético do material será diferente depois que o campo externo for removido. D Os materiais antiferromagnéticos são aqueles em que as forças internas do átomo fazem com que os momentos atômicos se alinhem de forma antiparalela. E Os materiais antiferromagnéticos apresentam grande quantidade de elétrons com spins alinhados em domínios. Questão 5/5 - Eletromagnetismo O eletromagnetismo depende do estudo da relação entre grandezas elétricas e grandezas magnéticas. Talvez uma das relações mais importantes seja aquela que permite relacionar o campo magnético com a densidade de corrente elétrica. Nota: 20.0 A B C Você acertou! D E Questão 1/5 - Eletromagnetismo Foi o estudo do efeito de campos magnéticos sobre partículas eletricamente carregadas que permitiu a criação de dispositivos como televisores e fornos de micro-ondas. Nota: 20.0 A B Você acertou! C D E Questão 2/5 - Eletromagnetismo Para que uma onda eletromagnética seja capaz de transportar uma informação. Uma música, por exemplo, ela precisa ser capaz de transportar potência. Podemos entender este transporte por meio do estudo do Vetor de Poynting. Marque a afirmativa verdadeira, entre as afirmativas a seguir no que se refere ao Vetor de Poynting. Nota: 20.0 A Você acertou! B C D E Questão 3/5 - Eletromagnetismo Talvez, se retirarmos todo o trabalho matemático desenvolvido por Maxwell, sua afirmação mais importante seja: “Esta velocidade é tão próxima da velocidade da luz que, aparentemente, temos fortes razões para concluir que a própria luz é um distúrbio eletromagnético, na forma de ondas que se propagam através dos campos eletromagnéticos e de acordo com as leis do eletromagnetismo” Maxwell, 1862. Neste texto Maxwell se refere a velocidade das ondas eletromagnéticas, por ele deduzida matematicamente. Entre as alternativas abaixo, marque a que não é verdadeira no que se refere as ondas eletromagnéticas. Nota: 20.0 A B Você acertou! C D E Questão 4/5 - Eletromagnetismo O cálculo de vetores unitários permite a determinação de um vetor com a mesma direção e sentido de um outro vetor qualquer múltiplo deste vetor unitário. Esta ferramenta é utilizada para separar o módulo, ou amplitude, da direção e sentido de um vetor e simplifica as operações com grandezas vetoriais. Nota: 20.0 A Você acertou! B C D E Questão 5/5 - Eletromagnetismo Para os circuitos magnéticos, o estudo do magnetismo no interior da matéria é fundamental. Nota: 20.0 A B C D Você acertou! E
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