Buscar

Prova 2ºEE

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO
Departamento de Física
Física Geral 3 � Segundo Exercício Escolar
25/05/2015 � 2
O
Semestre/2015 � Início: 8:00 h � Término: 10:00 h
Não é permitido o uso de calculadoras. Só serão aceitas respostas que mostrem claramente como foram
obtidas. Considere: k = 1/4pi�0 = 9× 109 N/C2 ·m2 ou �0 = 8, 85 pF/m.
Nome : CPF:
1) Um capacitor é formado por dois cilindros condutores concêntricos de raios a e b, e comprimento L >> a, b. Inicialmente
o capacitor é preenchido pelo vácuo, conforme a �gura (A).
(a) (1,5 ponto) Suponha que a carga total no cilindro interno seja Q, calcule (i)
o campo elétrico entre as placas; (ii) a diferença de potencial entre as placas e
mostre que a capacitância é C = 2pi�0 L/ ln(b/a)
(b) (1,0 ponto) Suponha que uma metade do capacitor, z = L/2, é preenchida por
um dielétrico de constante dielétrica κ1 e a outra metade é preenchida por um
dielétrico de constante dielétrica κ2, conforme a �gura (B). Determine a nova
capacitância do capacitor.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
L 
b 
a 
κ1 κ2 
L/2 L/2 
(A) 
(B) 
2) Um capacitor de placas paralelas com área A e separação d é preenchido por um dielétrico de constante dielétrica
κ = 10, 0, conforme a �gura (A). A capacitância deste capacitor é C = 0, 885 pF. O dielétrico tem uma resistividade
ρ = 1 × 1011 Ω ·m, de modo que este capacitor pode ser visto como a combinação de um capacitor ideal e um resistor,
conectados conforme a �gura (B).
(a) (1,0 ponto) Determine o valor da resistência do dielétrico no interior do capacitor.
(b) (1,0 ponto) Suponha que num instante t = 0 o capacitor tenha uma carga inicial
q0 = 17, 7× 10−10 C. Calcule o valor inicial da corrente de descarga do capacitor.
(c) (0,5 ponto) Calcule o valor do tempo característico de descarga deste capacitor, isto
é, o tempo necessário para que a carga atinja uma fração 1/e do seu valor inicial, q0,
onde e é o número de Euler.
 
 
κ , ρ 
A 
d 
(A) 
(B) 
3) Considere o circuito da �gura ao lado no qual C = 60, 0 µF, R1 = 50, 0 Ω, R2 = 100 Ω e ε = 12, 0 V. O capacitor está
incialmente descarregado e a chave S é fechada no instante t = 0.
(a) (1,5 ponto) Use a lei das malhas para determinar o valor das correntes nos resistores
R1 e R2:
(i) imediatamente após a chave S ser fechada
(ii) depois de um tempo muito longo.
(b) (1,0 ponto) Calcule o valor da carga no capacitor depois de um tempo muito longo.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
S 
ε 
R1 
R2 
C 
4) Uma bobina retangular de altura h = 8, 0 cm e largura d = 5, 0 cm tem 20 espiras e
encontra-se em uma região de campo magnético uniforme B = 0, 10 T que faz um ângulo
de θ = 30o com o plano da bobina. A bobina é percorrida por uma corrente i = 0, 5 A e
pode girar livremente em torno do eixo z, conforme a �gura ao lado.
(a) (1,0 ponto) Calcule a força magnética que atua sobre cada um dos lados da bobina.
(b) (1,5 ponto) Calcule o torque exercido pelo campo magnético
~B sobre a bobina.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x 
y 
z 
B��� = B y� 
i 
θ 
h 
d

Outros materiais