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Aluno:______________________________________________________________________ INSTRUÇÕES: ATENÇÃO: Esta avaliação contém 3 (três) questões, todas de igual valor. Respostas numéricas devem ser escritas a caneta de tinta azul ou preta. Sua resolução deverá ser clara e objetiva. Lembre-se que, você será avaliado pelo o que escreveu e não pelo que pensou em escrever. Boa Prova! )(ˆ 4 1 2 21 0 Ir r qq F (Lei de Coulomb) )( 2 II q F E (Definição de Campo Elétrico) )(IIIqdp (Definição do Módulo do Momento de Dipolo Elétrico) )( 0 int IV q AdE S (Lei de Gauss) )(tancos Vteconssenxxdx (Integral da função cosseno) )(tancos VIteconsxsenxdx (Integral da função seno) )(tan 1 1 VIItecons n x dxx n n (Integral de uma função potência de ordem n) MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS CAMPUS X – CURVELO Curso: Engenharia Civil - Curvelo Disciplina: Física II Prof.: Pedro R. Almeida III Data: 02/09/2019 Prova I – Valor: 15,0 Pontos QUESTÃO 1: Na figura ao lado, duas pequenas esferas condutoras de mesma massa m e mesma carga q estão penduradas em fios não- condutores de comprimento L. Suponha que o ângulo θ é tão pequeno que a aproximação tan θ ≈ sen θ pode ser usada. Mostre que a distância de equilíbrio entre as esferas é dada por 1/3 2 02 q L x mg . QUESTÃO 2: Na figura ao lado uma carga positiva q = 7,81 pC está distribuída uniformemente em uma barra fina, não condutora, de comprimento L=14,5 cm. Determine (em relação ao semi-eixo x positivo) o vetor campo elétrico produzido no ponto P, situado sobre a mediatriz da barra, a uma distância R = 6,00 cm da barra. QUESTÃO 3: A figura ao lado é uma seção de uma barra condutora de raio R1 = 1,30 mm e comprimento L = 11,00 m no interior de uma casca coaxial, de paredes finas, de raio R2 = 10,0 R1 e mesmo comprimento L. A carga da barra é Q1 = +3,40 x 10 -12 C; a carga da casca é Q2 = - 2,00 Q1. a) (70%): Determine o vetor campo elétrico em um ponto P situado a uma distância r do centro da barra condutora (NOTA: r é tal que 0 < r < ∞). b) (30%): Determine a carga nas superfícies interna e externa da casca. Aluno:______________________________________________________________________ INSTRUÇÕES: ATENÇÃO: Esta avaliação contém 3 (três) questões, todas de igual valor. Respostas numéricas devem ser escritas a caneta de tinta azul ou preta. Sua resolução deverá ser clara e objetiva. Lembre-se que, você será avaliado pelo o que escreveu e não pelo que pensou em escrever. Boa Prova! MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS CAMPUS X – CURVELO Curso: Engenharia Civil - Curvelo Disciplina: Física II Prof.: Pedro R. Almeida III Data: 30/09/2019 Prova II – Valor: 15,0 Pontos QUESTÃO 1: Dois planos infinitos, não-condutores, uniformemente carregados, são paralelos ao plano yz e posicionados em x = -50 cm e x = +50 cm. As densidades de cargas dos planos são -50 nC/m² e +25 nC/m², respectivamente. Qual é o valor absoluto da diferença de potencial entre a origem e o ponto do eixo x em x = + 90 cm? QUESTÃO 2: O capacitor 3 da figura é um capacitor variável (é possível variar a capacitância C3). O gráfico mostra como a diferença de potencial elétrico V1 entre as placas do capacitor 1 varia com C3. A escala horizontal é definida por C3s = 12 µF. O potencial V1 tende assintoticamente para 10 V quando C3→∝ . Determine: a) a ddp V da bateria; b) a capacitância C1; c) a capacitância C2. QUESTÃO 3: O módulo J da densidade de corrente em um certo fio cilíndrico de raio R=2,00 mm é dado por J = (3,00 x 108) r², com J em ampères por metro quadrado e a distância radial r em metros. Qual é a corrente que passa em um anel, concêntrico com o fio, cujo raio interno é 0,900R e cujo raio externo é R? Aluno:______________________________________________________________________ INSTRUÇÕES: ATENÇÃO: Esta avaliação contém 4 (quatro) questões, todas de igual valor. Respostas numéricas devem ser escritas a caneta de tinta azul ou preta. Sua resolução deverá ser clara e objetiva. Lembre-se que, você será avaliado pelo o que escreveu e não pelo que pensou em escrever. Boa Prova! MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS CAMPUS X – CURVELO Curso: Engenharia Civil - Curvelo Disciplina: Física II Prof.: Pedro R. Almeida III Data: 04/11/2019 Prova III – Valor: 15,0 Pontos QUESTÃO 1 (3 pontos): No circuito indicado na figura ao lado, calcule: (a) (25%). A corrente no resistor R (módulo e sentido); (b) (25%). A resistência R; (c) (25%). A fem desconhecida ξ; (d) (25%). Se o circuito fosse cortado no ponto x, qual seria a nova corrente no resistor R (módulo e sentido)? QUESTÃO 2 (5 pontos): O capacitor indicado na figura ao lado está inicialmente descarregado. O circuito é ligado no instante t = 0. (a) (75%). Imediatamente após a chave ser fechada, qual é a corrente que passa através de cada resistor? (b) (25%). Qual é a carga final armazenada no capacitor? QUESTÃO 3 (5 pontos): Um cilindro comprido, com seu eixo orientado ao longo do eixo Oz possui uma densidade de corrente J . A densidade de corrente, embora seja simétrica em relação ao eixo do cilindro, não é constante e varia de acordo com a relação: 0 3 3 ˆ 2 0 I para r ark J a para r a ^ Determine o campo magnético criado por essa cilindro em pontos entre 0 ≤ r ≤ ∞. QUESTÃO 4 (2 pontos): Em uma espira circular de raio R, situado no plano do papel, flui uma corrente elétrica de intensidade i, no sentido anti-horário. Essa espira está imersa em um campo magnético uniforme e perpendicular ao plano do papel e dirigido para o leitor. Dada essa configuração, o que se pode afirmar sobre o formato e os movimentos (rotacional e translacional) da espira com o passar do tempo? Aluno:______________________________________________________________________ INSTRUÇÕES: ATENÇÃO: Esta avaliação contém 3 (três) questões, o valor de cada questão está indicado na própria questão. Respostas numéricas devem ser escritas a caneta de tinta azul ou preta. Sua resolução deverá ser clara e objetiva. Lembre-se que, você será avaliado pelo o que escreveu e não pelo que pensou em escrever. Boa Prova! )(IAdBB (Fluxo Magnético) )(II dt d B (Lei de Faraday) )(III dt d sdE B (Lei de Faraday) )(IV i N L B (Indutância) )( 1 212 21 V i N M (Indutância Mútua) )( 2 2 VI Li U B ( Energia Magnética) )( 2 2 VII C q U B ( Energia Potencial Elétrica) MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS CAMPUS X – CURVELO Curso: Engenharia Civil - Curvelo Disciplina: Física II Prof.: Pedro R. Almeida III Data: 02/12/2019 Prova IV – Valor: 15,0 Pontos Questão 1 (5 pontos): Uma espira quadrada com 2,0 cm de lado é submetida a um campo magnético, dirigido para fora do papel, cujo módulo é dado por B = 4,0t²y+8,0t³x, em que B está em tesla, t em segundos, x e y em metros. Determine: a) o valor absoluto da força eletromotriz induzida na espira no instante t = 2,5 s. b) o sentido da corrente induzida na espira no instante t = 2,5 s. Justifique sua resposta, utilizando a Lei de Faraday ou a Lei de Lenz. Nota: Éimportante indicar qual das duas leis está sendo utilizada para justificar sua resposta. Questão 2 (5 pontos): Na figura ao lado, a fonte é ideal ξ = 10 V, R1 = 5,0 Ω, R2 = 10,0 Ω e L = 5,0 H. A chave S é fechada no instante t = 0. Determine, logo depois do fechamento da chave: a) A corrente i1 que passa pelo resistor 1. b) A corrente i2 que passa pelo resistor 2. c) A corrente iS que passa pela chave S. d) A diferença de potencial V2 entre os terminais do resistor 2. e) A diferença de potencial VL entre os terminais do indutor. Determine também, muito tempo após o fechamento da chave: f) A corrente i1 que passa pelo resistor 1. g) A corrente i2 que passa pelo resistor 2. h) A corrente iS que passa pela chave S. i) A diferença de potencial V2 entre os terminais do resistor 2. j) A diferença de potencial VL entre os terminais do indutor. Questão 3 (5 pontos): Uma fonte de corrente alternada de frequência variável, um indutor de indutância L e um resistor de resistência R são ligados em série. A figura ao lado, mostra a impedância Z e a reatância XL, do circuito, em função da frequência de excitação ωd. Determine o valor (a) de R e (b) de L.
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