Sequência de Determinação da Lei de Ampère e Análise de Forças Magnéticas

ATVIDADE AOL 3 Parte superior do formulário As Leis de Maxwell são um conjunto de equações matemáticas que sintetizam toda teoria do eletromagnetismo Essas equações apresentam uma elegância matemática muito complexa Uma equação básica do eletromagnetismo e portanto das leis de Maxwell é a Lei de Ampére que pode ser analisada no vácuo ou em meios materiais Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre Lei de Ampére ordene as etapas a seguir de acordo com a sequência correta para sua determinação em meios materiais Encontrar a Lei de Ampére nas formas diferencial e integral em termos do campo auxiliar 𝑯 Determinar a corrente total do sistema físico considerado Determinar as correntes de magnetização Determinar o campo auxiliar 𝑯 aplicando a Lei de Ampére no vácuo Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta 3 2 4 1 4 2 1 3 4 3 2 1 4 1 2 3 2 3 4 1 Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 2 1 ponto Em física as forças são grandezas responsáveis pela causa do movimento As forças são divididas quanto a sua natureza sendo elas forças de campo e forças de contato As forças de campo atuam à distância e sem a necessidade de contato Já as forças de contato como o próprio nome diz necessita de contato Exemplos de forças de campo são os elétricos e os magnéticos presentes na teoria do eletromagnetismo A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre forças magnéticas analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I Forças magnéticas são grandezas vetoriais que apresentam mesmo sentido do campo magnético II A força eletromagnética total sobre uma partícula em movimento acelerado é dada pela força magnética III Correntes elétricas que percorrem um material condutor e partículas em movimento acelerado são os geradores das forças magnéticas IV A força magnética é uma grandeza vetorial cujo seu sentido e direção são dados pela regra da mão direita Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta V F V F F V V F F V F V F F V V F V V V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 3 1 ponto Um dos mais utilizados métodos na modelagem de problemas reais são as equações diferenciais parciais As equações diferenciais parciais são equações em que suas incógnitas são funções de várias variáveis bem definidas que aparecem dentro de termos contendo suas derivadas parciais Como exemplo a teoria eletromagnética é composta por diversas equações desse tipo dentre elas a equação de Poisson e de Laplace A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre Equação de Poisson e de Laplace no caso da teoria eletromagnética analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I Existem dois tipos de condições de contorno na magnetostática para problemas modelados a partir das equações de Poisson e de Laplace II No caso do eletromagnetismo as condições de contorno definidas como condições de Dirichlet levam em consideração a especificação do potencial seja ele vetorial ou elétrico sobre algumas superfícies III As condições de contorno do tipo Neumann são caracterizadas pela componente normal do campo magnético em relação à superfície IV As condições de contorno que levam em consideração o campo magnético em algumas superfícies são denominadas condições de contorno de Cauchy Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V F V F V V V V V V F V F V F F V V F Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 4 1 ponto Em ciência muitas vezes é importante buscar alternativas para tratar um problema sobre outras perspectivas Essas alternativas podem ser buscadas de diferentes maneiras conforme a capacidade e habilidade dos cientistas envolvidos No magnetismo por exemplo uma alternativa para o tratamento do campo magnético é feita através do potencial vetorial A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre potencial vetorial analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I A equação de Poisson para o potencial vetor é uma equação diferencial parcial que é obtida pela combinação de equações fundamentais da magnetostática II Por meio da descrição do campo magnético em termos do potencial vetor podese concluir que o divergente dele pode ser considerado nulo III As equações de Poisson e de Laplace independem das denominadas condições de contorno para obter suas soluções IV A equação de Laplace apresenta infinitas soluções Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V F V F V V F V V F F F V V V V F V F Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 5 1 ponto Estudar a natureza e os fenômenos ocorridos nela nem sempre é uma tarefa fácil Essa dificuldade está diretamente ligada às ferramentas matemáticas necessárias para a descrição de maneira quantitativa desses fenômenos Um interessante fenômeno ocorrido na natureza e que pode ser quantitativamente descrito matematicamente é o efeito da magnetização em determinados materiais A partir dessas informações e do conteúdo estudado relacionado à magnetização analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I Na natureza existem basicamente três tipos de materiais que respondem ao efeito da magnetização II Substâncias ferromagnéticas se destacam de certa forma dos materiais paramagnéticos e diamagnéticos III O potencial vetor de um determinado material magnetizado independe do seu vetor dipolo magnético IV O campo auxiliar 𝑯 é um múltiplo do campo magnético 𝑩 Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V F V V F V F V V F F F V V F F V V V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 6 1 ponto Algumas grandezas físicas utilizadas para a descrição de alguns fenômenos físicos apresentam extrema dificuldade de representação e determinação Algumas dessas grandezas são denominadas grandezas vetoriais Uma forma de estudar o comportamento dessas grandezas é através do seu fluxo uma vez que um vetor apresenta módulo direção e sentido e por isso pode ser definido o fluxo de um campo vetorial Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre magnetostática analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I Na natureza existem monopolos magnéticos Porque II O fluxo do campo magnético por uma superfície fechado é nulo A seguir assinale a alternativa correta As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I As asserções I e II são proposições falsas A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 7 1 ponto A Lei de BiotSavart é uma maneira quantitativa de obtenção do campo magnético O mais fascinante é que essa lei é uma lei empírica Isso quer dizer que ela não apresenta uma demonstração matemática que a justifique Apesar disso ela é uma lei válida e muito utilizada Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre Lei de BiotSavart analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I O campo magnético é uma grandeza que apresenta módulo direção e sentido Porque II O campo magnético via Lei de BiotSavart é dado por um produto vetorial entre o elemento de linha e a distância entre a origem do sistema e o ponto 𝑃 onde se quer determinar tal campo A seguir assinale a alternativa correta As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I As asserções I e II são proposições falsas A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 8 1 ponto Em física é muito comum a análise do fluxo de algum tipo de grandeza vetorial Muitas vezes esse fluxo é analisado via leis que são análogas e adaptações da Lei de Gauss da eletrostática O campo magnético é uma grandeza vetorial e por isso seu fluxo magnético pode ser analisado através desses processos Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre fluxo magnético analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I O fluxo magnético é uma grandeza escalar O estudo de seu fluxo também é conhecido como Lei de Gauss do magnetismo Porque II O fluxo magnético é dado por uma integral em um caminho fechado de um produto vetorial entre o campo magnético e o elemento de área de um circuito amperiano A seguir assinale a alternativa correta A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I As asserções I e II são proposições falsas As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 9 1 ponto O grande destaque da ciência denominada física é sua aplicabilidade em todas as áreas do conhecimento Uma grande área de enorme aplicação dessa teoria é o eletromagnetismo Em termos históricos essa teoria é relativamente nova apesar de já apresentar diversas variações para descrever novos fenômenos extremamente complexos A teoria do eletromagnetismo é baseada em quatro equações diferenciais Essas são denominadas equações de Maxwell Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre magnetização analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I Faz sentido falarmos em fluxo de uma grandeza desde que essa seja uma grandeza de origem escalar II A Lei de Gauss é aplicada tanto na eletrostática quanto na magnetostática III As Leis de Maxwell são válidas desde que tratadas no vácuo IV Uma das leis de Maxwell conjunto de equações básicas do eletromagnetismo é a Lei de Ampére Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta V F V F V V F V F V V V F V V F F V F V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 10 1 ponto É muito comum uma pessoa leiga no assunto concluir que algumas subáreas da física como por exemplo a eletrodinâmica não apresentam utilidade nenhuma em suas vidas e na sociedade moderna Isso é de fato um grande equívoco Um bom exemplo de aplicação da eletrodinâmica na sociedade moderna é a utilização da ressonância magnética utilizada nos diagnósticos de algumas doenças e anomalias fisiológicas humanas A ressonância é um efeito causado pela magnetização após o corpo humano ser introduzido dentro de uma câmara submetida a um campo magnético externo Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre magnetização analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I A Lei de Ampére em meios materiais permanece inalterada quando se trata de meios materiais na presença de campos magnéticos externos II As denominadas correntes de magnetização são dadas pelos produtos escalares entre os vetores de magnetização e outros vetores a definir III Para muitas substâncias existentes na natureza o campo magnético é proporcional ao vetor magnetização IV Em materiais considerados meios lineares o campo auxiliar e o vetor magnetização são relacionados pela susceptibilidade magnética Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V V V V F V F F V F V F F V V F V V F Parte superior do formulário Pergunta 1 1 ponto Fasores são ferramentas matemáticas muito úteis em física e em engenharia O sucesso de sua notação está no fato de se poder representar quantidades em termos de exponenciais complexas Essas exponenciais podem ser por meio da identidade de Euler escritas em termos de funções periódicas Nesta questão considere o seguinte fasor dado por 𝑩 𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 sendo 𝑷 um vetor que dá a direção e o sentido do fasor 𝑨 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre fasores analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I 𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑷𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 II 𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑷 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 III 𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑷 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 IV 𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑅𝑒 𝑷 𝑒𝑖𝜔𝑡 Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta ATVIDADE AOL 4 F V V F V V F V V F V F F V F V V V F V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 2 1 ponto O operador diferencial conhecido como nabla pode atuar de várias maneiras em diversas grandezas físicas Quando atuando por meio de um produto escalar em uma grandeza vetorial dáse o nome de divergente de um vetor Em física o divergente é utilizado para expressar leis da natureza em que as grandezas permanecem conservadas Para esta questão considere o fasor dado por 𝑨 𝑅𝑒 𝑬𝑒𝑖𝜔𝑡 sendo 𝑬 o vetor que dá a direção e o sentido do fasor 𝑨 A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre campos harmônicos analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I O fasor representado por 𝑨 é um número complexo II 𝑨𝑒𝑖𝜔𝑡𝑑𝑡 𝑨𝑒𝑖𝜔𝑡𝑖𝜔 III 𝑅𝑒 𝑬𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑅𝑒 𝑬 𝑒𝑖𝜔𝑡 IV A exponencial imaginária é uma soma de duas funções reais sendo elas seno e cosseno Agora assinale a alternativa que representa a sequência correta V V F F F V F V F V V F V F V F F F V V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 3 1 ponto A eletrodinâmica é uma área da física que envolve muitos operadores diferenciais e integrais As próprias equações de Maxwell que são a base do eletromagnetismo são escritas nas formas diferenciais ou integrais Ao mesmo tempo é muito comum expressar os campos elétricos e magnéticos em termos de fasores Para esta questão considere o fasor dado por 𝑨 𝑅𝑒 𝑬𝑒𝑖𝜔𝑡 sendo 𝑬 um vetor que dá a direção e o sentido do fasor 𝑨 A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre potencial vetorial analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I O rotacional do fasor 𝑨 é dado por 𝑅𝑒 𝑬 𝑒𝑖𝜔𝑡 II A integral do fasor 𝑨 é dada por 𝑨𝑒𝑖𝜔𝑡𝑖𝜔 III 𝑅𝑒 𝑬𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑅𝑒 𝑬 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 𝑖𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 IV 𝑅𝑒 𝑬𝑒𝑖𝜔𝑡 𝑬 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 Agora assinale a alternativa que representa a sequência correta V V F F V F V F V F V F F V V V F V F V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 4 1 ponto Uma das mais fascinantes leis da física e mais particularmente do eletromagnetismo é a lei de Faraday Ela recebe esse nome em homenagem ao cientista Michael Faraday que descobriu de maneira empírica que campos magnéticos variados no tempo geram campos elétricos variados no tempo Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre eletrodinâmica analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I Campos magnéticos que variam com o tempo geram correntes elétricas que variam no tempo II A corrente gerada por variações do campo magnético não é um tipo de corrente convencional a que estamos acostumados III Na forma diferencial a lei de Faraday é dada pela equação 𝑯 𝑱 𝑫𝑡 IV Na lei de Faraday é preciso levar em conta o efeito da corrente de deslocamento Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta V V F F V F V F F V F V F V V V F F V V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 5 1 ponto A matemática é incrível Ela é uma excelente ferramenta que auxilia a física na descrição de vários sistemas físicos reais que colaboram dia após dia com o desenvolvimento da sociedade moderna Por exemplo os fasores são conceitos matemáticos muito importantes que são corriqueiramente utilizados em física e engenharia Por meio deles é possível por exemplo escrever todas as equações de Maxwell na forma fasorial Nesta questão considere o seguinte fasor dado por 𝑩 𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 sendo 𝑷 um vetor que dá a direção do fasor 𝑩 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre campos harmônicos analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I 𝑩 𝑖𝑷𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 II 𝑩 𝑷𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 III 𝑅𝑒 𝛼𝑅𝑒 𝑷𝑒𝑖𝜔𝑡 𝛼𝑅𝑒 𝑷 𝑖𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 sendo 𝛼 um escalar real IV 𝑅𝑒 𝛼𝑩 𝛼𝑅𝑒 𝑩 sendo 𝛼 um escalar real Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V V V F V V F F V F V V F V F F V F V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 6 1 ponto Um circuito elétrico composto por resistor capacitor e indutor é denominado circuito RLC O mais incrível é que quando aplicadas as leis do eletromagnetismo a equação de movimento desse circuito apresenta uma estrutura matemática idêntica à de um oscilador amortecido Para o tratamento dessas equações é sempre interessante a adoção da notação fasorial pois ela simplifica enormemente os cálculos Para esta questão considere o seguinte fasor 𝑨 𝑅𝑒 𝑹𝑒𝑖𝜔𝑡 Se 𝛽 é complexo 𝑹 um vetor que dá a direção e o sentido do fasor 𝑨 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre campos harmônicos analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I 𝑅𝑒 𝛽𝑨 𝛽𝑅𝑒 𝑨 Porque II 𝑅𝑒 𝛽𝑨 𝛽𝑅𝑒 𝑹𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 A seguir assinale a alternativa correta As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I As asserções I e II são proposições falsas A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 7 1 ponto O oscilador massamola é do tipo denominado oscilador harmônico simples Ele apresenta uma enorme aplicabilidade principalmente na mecânica quântica e na química pois se sabe que qualquer sistema físico pode ser aproximado e tratado como um oscilador harmônico simples Para esta questão considere a seguinte equação de movimento de um oscilador massamola com duas molas associadas em série 𝑑 2 𝜃𝑑𝑡 2 𝑘 1 𝑘 2 𝑚𝜃 0 Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre campos harmônicos analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I A frequência de oscilação de uma solução do tipo 𝜃 𝜃 0 𝑠𝑒𝑛 𝜔𝑡 𝜑 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 𝜑 é dada na forma 𝜔 𝑘 1 𝑘 2 𝑚 Porque II A solução da equação diferencial dada são funções de qualquer natureza A seguir assinale a alternativa correta As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira As asserções I e II são proposições falsas A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 8 1 ponto Ondas eletromagnéticas são movimentos específicos causados por perturbações no meio de sua propagação As ondas eletromagnéticas são fenômenos incríveis e que descrevem inúmeras situações São formadas por campos elétricos e campos magnéticos que oscilam perpendicularmente e simultaneamente A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre as equações de Maxwell analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I No caso de distribuições contínuas de cargas no vácuo a lei de Gauss elétrica relaciona o fluxo do campo elétrico com a densidade volumétrica de cargas II No caso magnético a lei de Gauss afirma que o fluxo do campo magnético por uma superfície é nulo III Na forma diferencial no vácuo a lei de Gauss magnética é dada como IV Na forma integral no vácuo a lei de Gauss magnética é dada na forma Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V F V F V V V V V F F V F V F V F V V Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 9 1 ponto Na natureza muitos sistemas reais são representados matematicamente por sistemas físicos oscilantes Um bom exemplo e um dos sistemas físicos mais importantes existentes é o pêndulo simples caracterizado por um objeto massivo preso a um fio inextensível e oscilando com um período bem definido Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre campos harmônicos analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas I A função 𝜃 𝜃 0 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 𝜑 com 𝜃 0 sendo a amplitude de oscilação e 𝜑 a constante de fase é solução da equação diferencial do pêndulo simples Porque II A função 𝑐𝑜𝑠 𝜔𝑡 𝜑 é uma função periódica A seguir assinale a alternativa correta A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira As asserções I e II são proposições verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I As asserções I e II são proposições verdadeiras mas a II não é uma justificativa correta da I A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira Parte inferior do formulário Parte superior do formulário Pergunta 10 1 ponto Ondas eletromagnéticas são descritas matematicamente por equações diferenciais parciais de segunda ordem As soluções dessas equações são campos elétricos que oscilam no tempo e campos magnéticos que oscilam no tempo Muitas vezes esses campos são denominados campos harmônicos no tempo A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre equações de Maxwell analise as afirmativas a seguir e assinale V para a s verdadeiras e F para as falsas I Um material em uma região com campo magnético externo sofre magnetização Uma amostra desse material é vista como muitas espiras pequenas com corrente anulada pela corrente contrária da espira vizinha II Segundo a lei de Ampére na presença de materiais o campo auxiliar 𝑯 é idêntico ao campo magnético 𝑩 em meios materiais III Em meios lineares o campo magnético é dado como um múltiplo do campo auxiliar IV A susceptibilidade magnética é uma quantidade geométrica Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta F V F V F V V V V V F F F F V V V F V F Parte inferior do formulário Parte inferior do formulário