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Disciplina: EEX0069 - FÍSICA TEÓRICA 3 JUNIOR Turma: 9001 Prezado(a) Aluno(a), Responda a todas as questões com atenção. Somente clique no botão FINALIZAR PROVA ao ter certeza de que respondeu a todas as questões e que não precisará mais alterá-las. A prova será SEM consulta. O aluno poderá fazer uso, durante a prova, de uma folha em branco, para rascunho. Nesta folha não será permitido qualquer tipo de anotação prévia, cabendo ao aplicador, nestes casos, recolher a folha de rascunho do aluno. Valor da prova: 10 pontos. 1 ponto 1. Um anel circular, de raio RR, foi homogeneamente carregado com carga total QQ. Calcule seu campo elétrico na direção axial zz, no centro do anel. (Ref.: 201906202487) →E =2πkQ ^zE→ =2πkQ z^ →E =kQz2^zE→ =kQz2z^ →E =0E→ =0 →E =kQz(R2 +z2)3/2^zE→ =kQz(R2 +z2)3/2z^ →E =kQz^zE→ =kQzz^ 1 ponto 2. Considere uma casca esférica de raio RR e densidade superficial de cargas elétricas σσ. Obtenha o Potencial Elétrico desta casca, a uma distância r≤Rr≤R do centro da casca, em função da densidade superficial de cargas σσ e da constante de Coulomb k. (Ref.: 201906202485) V(r) =k Q/rV(r) =k Q/r V(r) =0V(r) =0 V(r) =k σ 4πR/rV(r) =k σ 4πR/r V(r) =k σ 4πR2/rV(r) =k σ 4πR2/r V(r) =k σ 4πRV(r) =k σ 4πR 1 ponto 3. Uma barra de cobre retilínea conduz uma corrente elétrica de 50,0 A de Oeste para Leste, no sentido positivo do eixo x, em uma região entre os polos de um grande eletroímã. Nessa região, existe um campo magnético no plano horizontal (plano xy) orientado para o Nordeste (ou seja, considerando uma rotação de 45o do Leste para o Norte), com módulo igual a 1,20 T. Determine o módulo, a direção e o sentido da força magnética que atua sobre uma seção de 1,0 m da barra. (Ref.: 201906240699) |→F|=(42,4N)^i|F→|=(42,4N)i^ |→F|=0|F→|=0 |→F|=(42,4N)^k|F→|=(42,4N)k^ |→F|=(42,4N)^j|F→|=(42,4N)j^ |→F|=(60,0N)^k|F→|=(60,0N)k^ 1 ponto 4. Um anel condutor, com raio r=0,60 m e constituído de 100 espiras, conduz uma corrente elétrica I=5,0 A. Calcule a resultante do campo magnético ao longo do eixo do anel, na direção z, a uma distância de 0,80 m do centro do anel. Considere μ0=4π×10−7N/A2μ0=4π×10−7N/A2. (Ref.: 201906240701) →B=(1,6×10−5T)^jB→=(1,6×10−5T)j^ →B=(2,1×10−3T)^kB→=(2,1×10−3T)k^ →B=(1,1×10−4T)^kB→=(1,1×10−4T)k^ →B=(3,1×10−4T)^iB→=(3,1×10−4T)i^ →B=(1,0×104T)^jB→=(1,0×104T)j^ 1 ponto 5. Duas cargas elétricas (q1 =12nC e q2 =−12nC)(q1 =12nC e q2 =−12nC) compõe m um dipolo elétrico com distância entre elas de 10 cm. O potencial elétrico em um ponto, na mesma linha que conecta as cargas, equidistante da carga positiva e da carga negativa, é: (Ref.: 201906202363) V =0 VoltsV =0 Volts V =−900 VoltsV =−900 Volts V =4500 VoltsV =4500 Volts V =−2700 VoltsV =−2700 Volts V =1800 VoltsV =1800 Volts 1 ponto 6. O núcleo do átomo de hélio, chamado de partícula alfa, possui carga elétrica q =3,2 × 10−19Cq =3,2 × 10−19C, ou seja, duas vezes a carga fundamental eletrônica, e massa m =6,64 × 10−27kgm =6,64 × 10−27kg. Calcule a relação entre a intensidade da força de repulsão elétrica (Coulomb), entre duas partículas alfa, e a intensidade de sua força de atração gravitacional de Newton, dada por →Fg =Gm1m2r2^rFg→ =Gm1m2r2r^, onde G =6,67 × 10−11N.m2/kg2G =6,67 × 10−11N.m2/kg2 é a constante de atração gravitacional de Newton. Calcule ∣∣→Fe∣∣∣∣→Fg∣∣|Fe→||Fg→|. O resultado é: (Ref.: 201906202356) 3,2 × 10−193,2 × 10−19 3,1 × 10353,1 × 1035 6,64 × 10−276,64 × 10−27 2,34 × 10392,34 × 1039 6,67 × 10−116,67 × 10−11 1 ponto 7. Um circuito elétrico simples, possui uma f.e.m. ideal (resistência interna zero) de 8 V e um resistor ôhmico de 4Ω4Ω. Sua corrente elétrica, com esse resistor elétrico de 4Ω4Ω, é de I = 2 A. A potência consumida por esse resistor é P = 16 W. Mas se substituirmos o resistor de 4Ω4Ω por outro resistor com 8Ω8Ω, qual será a potência de consumo do novo resistor elétrico de 8Ω8Ω? (Ref.: 201906204560) P = 8 W P = 4 W P = 10 W P = 0 W P = 16 W 1 ponto 8. Em uma associação em paralelo com 1.000 resistores ôhmicos de 10 Ω10 Ω cada, qual é a resistência equivalente total dessa associação? (Ref.: 201906204561) Req =100 ΩReq =100 Ω Req =101 ΩReq =101 Ω Req =102 ΩReq =102 Ω Req =10−1 ΩReq =10−1 Ω Req =10−2 ΩReq =10−2 Ω 1 ponto 9. Um capacitor de placas planas e paralelas, com área de cada placa A=10 cm2 , afastamento entre as placas, d=0,1 cm , e capacitância, C=150 μF, é alimentado com uma f.e.m. variável V(t)=127 sen(120 π t) Volts . Calcule o valor máximo da corrente de deslocamento de Maxwell IdMax entre as placas do capacitor e escolha a opção que melhor represente esse cálculo. (Ref.: 201906384582) IdMax=19,1AIdMax=19,1A IdMax=3,19AIdMax=3,19A IdMax=15,24AIdMax=15,24A IdMax=7,18AIdMax=7,18A IdMax=0,056AIdMax=0,056A 1 ponto 10. Em um circuito LRC de uma única malha, com fonte harmônica, considere que R=4,0 Ω, C=150 μF, L=60 mH, f=60 Hz e E0=300 V. Qual é a amplitude da corrente elétrica no circuito? (Ref.: 201906384581) I0=6,4AI0=6,4A I0=4,76AI0=4,76A I0=47,6AI0=47,6A I0=0,47AI0=0,47A I0=64,0A
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