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Um campo elétrico $E_{0}$ faz ângulo de $30^{\circ}$ com o eixo $Z$ positivo. Determine o ângulo que o campo elétrico faz com o eixo $Z$, no ar, após passar pelo meio com permissividade elétrica relativa igual a 4. Não existe densidade de carga armazenada nas superfícies de separação.
A imagem mostra um campo elétrico $E_{0}$ fazendo um ângulo de $30^{\circ}$ com o eixo Z positivo. O campo passa por um meio com permissividade elétrica relativa igual a 4 e depois retorna ao ar. Não há densidade de carga armazenada nas superfícies de separação.
A $15^{0}$
B $30^{0}$
C $45^{0}$
D $60^{0}$
E $75^{0}$
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Ensinando Através de Questões

ano passado

Respostas

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ano passado

Para resolver essa questão, precisamos entender como a mudança de meio afeta a direção do campo elétrico. Quando um campo elétrico passa de um meio para outro com diferentes permissividades, o ângulo que ele forma com a normal à superfície de separação pode mudar. Dado que o campo elétrico \(E_0\) faz um ângulo de \(30^{\circ}\) com o eixo \(Z\) positivo e passa para um meio com permissividade relativa igual a 4, podemos usar a relação entre os ângulos e as permissividades. A relação entre os ângulos \( \theta_1 \) (no primeiro meio) e \( \theta_2 \) (no segundo meio) é dada pela Lei de Snell para campos elétricos: \[ \frac{\sin(\theta_1)}{\sin(\theta_2)} = \frac{\varepsilon_r^2}{1} \] onde \( \varepsilon_r \) é a permissividade relativa do segundo meio. Neste caso, \( \varepsilon_r = 4 \). Portanto, temos: \[ \frac{\sin(30^{\circ})}{\sin(\theta_2)} = 4 \] Sabendo que \( \sin(30^{\circ}) = \frac{1}{2} \), podemos substituir: \[ \frac{\frac{1}{2}}{\sin(\theta_2)} = 4 \] Resolvendo para \( \sin(\theta_2) \): \[ \sin(\theta_2) = \frac{1}{2 \cdot 4} = \frac{1}{8} \] Agora, precisamos encontrar o ângulo \( \theta_2 \) correspondente a \( \sin(\theta_2) = \frac{1}{8} \). Calculando o ângulo, encontramos que \( \theta_2 \) é um ângulo pequeno, mas não é um dos ângulos listados nas opções. No entanto, ao retornar ao ar, o campo elétrico se comporta de maneira semelhante, e o ângulo final que ele faz com o eixo \(Z\) será o mesmo que o ângulo inicial, que é \(30^{\circ}\). Portanto, a resposta correta é: B \(30^{\circ}\).

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Sejam dois meios com características elétricas diferentes, separados por uma superfície fronteiriça. Sejam $\mathrm{E}_{1}$ e $\mathrm{D}_{1}$ o campo elétrico e a densidade de fluxo elétrico no ponto $P$, localizado na fronteira, porém dentro do meio 1. Sejam $\mathrm{E}_{2}$ e $\mathrm{D}_{2}$ o campo elétrico e a densidade de fluxo elétrico, no mesmo ponto $P$, porém dentro do 2. Marque a alternativa que relaciona corretamente os campos do meio 1 e meio 2.
A O campo elétrico normal a superfície de separação, no meio 1, será sempre igual ao campo elétrico normal a superfície de separação, no meio 2.
B O campo elétrico tangencial a superfície de separação, no meio 1, será igual ao campo elétrico tangencial a superfície de separação, no meio 2, apenas quando não existe densidade de carga armazenada na fronteira entre os meios.
C O vetor densidade de fluxo elétrico tangencial a superfície de separação, no meio 1, será sempre igual ao vetor densidade de fluxo elétrico tangencial a superfície de separação, no meio 2.
D O vetor densidade de fluxo elétrico normal a superfície de separação, no meio 1, será igual ao vetor densidade de fluxo elétrico normal a superfície de separação, no meio 2, apenas quando não existe densidade de carga armazenada na fronteira entre os meios.
E O campo elétrico normal a superfície de separação, no meio 1, será igual ao campo elétrico normal a superfície de separação, no meio 2, apenas quando não existe densidade de carga armazenada na fronteira entre os meios.

Marque a alternativa que apresenta a lei, que é uma das equações de Maxwell, que determina que a variação do fluxo magnético gera um campo elétrico. A Lei de Gauss Elétrica B Lei de Lorentz C Lei de Gauss Magnética D Lei de Faraday E Lei de Ampere

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