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Engenharia de Computação ·
Física 3
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12 1a Prova de Física III 0222T05A Gabarito IF UnB AlunoMatrícula Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O módulo do campo elétrico total na origem é dado por 2 2 2 1 2 1 2 0 2 sin 4 Etot q q q q R B A componente y do campo elétrico total na origem é dada por 2 2 0 sin 4 Etot y q R C Para θ 0 o vetor campo elétrico total na origem aponta para a direita D Para θ 90o o vetor campo elétrico total na origem pertence ao 4º quadrante E A componente x do campo elétrico total na origem é dada por 2 1 2 0 cos 4 Etot x q q R Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O módulo do campo elétrico no ponto P para a 120 cm e L 815 cm é 157 10 3 Ex N C B O vetor campo elétrico no ponto P é dado por E Ex i onde 0 4 2 Ex q a L a C Se a barra é retirada e em seu centro geométrico é colocada uma carga q o módulo do novo vetor campo elétrico no ponto P se tornaria 2 0 4 2 Ex q L a D O módulo do campo elétrico no ponto P para a 500 m e L 815 cm é dado por 125 10 8 Ex N C E Se os valores de L e q são dobrados o módulo do campo elétrico no ponto P se manteria inalterado Q1 A figura mostra um anel de plástico de raio R 500 cm Duas pequenas contas metálicas estão no anel a conta 1 de carga 200 μC que é mantida fixa na extremidade esquerda e a conta 2 de carga 600 μC que pode ser deslocada ao longo do anel Em relação ao campo elétrico total produzido pelas duas cargas no centro do anel podese dizer que Problema 16 do Livro Q2 A figura mostra uma barra isolante de comprimento L que tem uma carga q uniformemente distribuída onde q 423 x 1015 C Considerandose o campo elétrico no ponto P do eixo x situado a uma distância a do canto direito da barra podese dizer que Problema 31 do Livro Q3 A figura a mostra um disco uniformemente carregado de raio R e a figura b um anel com raio externo R e um raio interno R2 O disco e o anel tem a mesma densidade superficial de carga positiva σ podese dizer que Problemas 35 e 37 do Livro 22 Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O campo elétrico no ponto P do anel b pode ser obtido adicionandose ao disco a um outro disco de raio R2 e densidade superficial de carga negativa σ B Se o ponto P no disco a estiver situado a uma distância z R3 o módulo do campo elétrico em P será metade de seu valor para z 0 C O módulo do campo elétrico do disco a em P é dado por 0 1 1 5 E a D O módulo do campo elétrico do anel b em P é dado por 0 2 17 E b E A redução percentual do módulo do campo elétrico do anel b no ponto P será de 18 Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A Para L 50 cm as duas partículas passam uma pela outra na posição comum x 27 x 107 m B O proton atinge a placa negativa com velocidade maior do que a do elétron ao atingir a placa positiva C Se o módulo do campo elétrico for aumentado o tempo no qual as partículas passam uma pela outra não será afetado D Tomando o sentido do eixo x para a direita a equação horária do próton será 2 2 p p x eEt m enquanto que a do elétron será 2 2 e e x L eEt m E As duas partículas passam uma pela outra no instante de tempo 2 e p e p t m m L eE m m Q5 Um dipolo elétrico de momento dipolar p 3 i 4 j124 1030 C m é submetido a um campo elétrico E 4000 NC i Com base nestes dados podese dizer que Problema 83 do Livro Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O dipolo fazia com o campo um ângulo inicial de 45º que devido ao torque foi diminuindo até zero no equilíbrio B Se o torque produzido pelo campo faz o dipolo girar até que eles fiquem paralelos então a energia potencial do dipolo terá um valor máximo C O torque do dipolo relativo ao campo elétrico é τ 198 x 1026 Nm k D A energia potencial do dipolo relativa ao campo elétrico é U 194 x 1026 J E Para fazer o dipolo girar 90º no sentido antihorário até a posição p 4 i 3 j124 1030 C m contra o torque do campo um agente externo teria que realizar um trabalho sobre o dipolo igual a Wext 347 x 1026 J Q4 Duas grandes placas de cobre mantidas a uma distância L uma da outra são usadas para criar um campo elétrico uniforme como mostra a figura Um elétron é liberado da placa negativa ao mesmo tempo que um próton é liberado da placa positiva Desprezandose a interação entre as partículas podese dizer que Problema 53 do Livro T05 Física 3 1 i Coordenadas das cargas Carga 1 fixa R0 Carga 2 Móvel Rcosθ Rsenθ ii Campo gerado por q₁ E₁ Kq₁ R² î iii Campo gerado por q₂ E₂ Kq₂ R² cosθ î senθ ĵ iv Campo total Etot E₁ E₂ K R² q₁ î q₂ cosθ î senθ ĵ Etot K R² q₁ q₂ cosθ î q₂ senθ ĵ A FALSA B Etoty Kq₂ R² senθ q₂ senθ 4 π ϵ₀ R² C θ 0 Vetor total aponta para x não p direita Conta 2 em R0 FALSA D θ 90 Conta 2 em 0R Ex 0 e Ey 0 E Etotx K R² q₁ q₂ cosθ FALSA 2 λ q L Barra entre x L e x 0 P em x a dq λ dx dEx K dq ax² K λ dx ax² Ex K L0 λ ax² dx qK L L0 η dx ax² Ex Kq L 1uaLa Kq L 1 aL 1a Kq L 1a 1aL Ex q 4 π ϵ₀ η aaL A Substituindo Ex 157 x 10³ NC B FALSA C Ex q 4 π ϵ₀ aL2² Ex q 4 π ϵ₀ L2 a ² D Substituindo Ex 131 x 10¹³ FALSA E q 2q e L 2L Ex q 4 π ϵ₀ aaL 2q 4 π ϵ₀ a a2L FALSA original 3 Disco raio R e densidade sup de carga σ o campo ao longo do eixo Ez σ 2ϵ₀ 1 z z² R² No centro z0 E0 σ 2ϵ₀ Anel com raio interno de R2 e externo de R Disco completo raio R σ Menos disco interno raio R2 σ Ebz Edisco Rz Edisco R2 z Ex Kq L 1uaLa Kq L 1aL 1a Kq L 1a 1aL Ex q 4 π ϵ₀ η aaL A Substituindo Ex 157 103 NC B FALSA C Ex q 4 π ϵ₀ a L2² Ex q 4 π ϵ₀ L2 a² D Substituindo Ex 131 1013 FALSA E q 2q e L 2L Ex q 4 π ϵ₀ aa L 2q 4 π ϵ₀ a a 2L FALSA original 3 Disco raio R e densidade sup de carga σ o campo ao longo do eixo Ez σ 2ϵ₀ 1 z z² R² No centro z 0 E0 σ 2ϵ₀ Anel com raio interno de R2 e externo de R Disco completo raio R σ Menos disco interno raio R2 σ Ebz Edisco Rz Edisco R2z The image is empty or blank containing no text A V B Ez σ2ε0 1 zz² R² ER3 σ2ε0 1 R3R²3 R² σ2ε0 12 Razão ER3 E0 12 CORRETA 1 Equação do movimento F qE a Em qEm x 12 a t² qEt²2m A Substituindo xe eEt²2me xp L eEt²2mp X 4997 cm FALSA B ae eEme me mp ae ap V e V p ap eEmp FALSA C Xe eEt²2me e Xp L eEt²2mp Se encontram eEt²2me eEt²2mp L t² 2LeE 1me 1mp1 FALSA D Xp eEt²2mp e Xe L eEt²2me Xp 12 ap t² eEt²2mp e Xe 1 12 aet² L eEt²2me CORRETA E Se encontram em t 2me mp LeEmp me CORRETO 5 c τ p E τ i j k 37210³⁰ 49610³⁰ 0 4000 0 0 τ 198410²⁶ kN CORRETA E W Ufinal Uinicial U p E p x Ex py Ey Ui px t 37210³⁰ 4000 148810²⁶ J p 4 i 3 j px 412410³⁰ Vf 49610³⁰4000 198410²⁶ J Wext Vf Vi 198410²⁶ 148810²⁶ 347210²⁶ J CORRETA
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12 1a Prova de Física III 0222T05A Gabarito IF UnB AlunoMatrícula Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O módulo do campo elétrico total na origem é dado por 2 2 2 1 2 1 2 0 2 sin 4 Etot q q q q R B A componente y do campo elétrico total na origem é dada por 2 2 0 sin 4 Etot y q R C Para θ 0 o vetor campo elétrico total na origem aponta para a direita D Para θ 90o o vetor campo elétrico total na origem pertence ao 4º quadrante E A componente x do campo elétrico total na origem é dada por 2 1 2 0 cos 4 Etot x q q R Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O módulo do campo elétrico no ponto P para a 120 cm e L 815 cm é 157 10 3 Ex N C B O vetor campo elétrico no ponto P é dado por E Ex i onde 0 4 2 Ex q a L a C Se a barra é retirada e em seu centro geométrico é colocada uma carga q o módulo do novo vetor campo elétrico no ponto P se tornaria 2 0 4 2 Ex q L a D O módulo do campo elétrico no ponto P para a 500 m e L 815 cm é dado por 125 10 8 Ex N C E Se os valores de L e q são dobrados o módulo do campo elétrico no ponto P se manteria inalterado Q1 A figura mostra um anel de plástico de raio R 500 cm Duas pequenas contas metálicas estão no anel a conta 1 de carga 200 μC que é mantida fixa na extremidade esquerda e a conta 2 de carga 600 μC que pode ser deslocada ao longo do anel Em relação ao campo elétrico total produzido pelas duas cargas no centro do anel podese dizer que Problema 16 do Livro Q2 A figura mostra uma barra isolante de comprimento L que tem uma carga q uniformemente distribuída onde q 423 x 1015 C Considerandose o campo elétrico no ponto P do eixo x situado a uma distância a do canto direito da barra podese dizer que Problema 31 do Livro Q3 A figura a mostra um disco uniformemente carregado de raio R e a figura b um anel com raio externo R e um raio interno R2 O disco e o anel tem a mesma densidade superficial de carga positiva σ podese dizer que Problemas 35 e 37 do Livro 22 Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O campo elétrico no ponto P do anel b pode ser obtido adicionandose ao disco a um outro disco de raio R2 e densidade superficial de carga negativa σ B Se o ponto P no disco a estiver situado a uma distância z R3 o módulo do campo elétrico em P será metade de seu valor para z 0 C O módulo do campo elétrico do disco a em P é dado por 0 1 1 5 E a D O módulo do campo elétrico do anel b em P é dado por 0 2 17 E b E A redução percentual do módulo do campo elétrico do anel b no ponto P será de 18 Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A Para L 50 cm as duas partículas passam uma pela outra na posição comum x 27 x 107 m B O proton atinge a placa negativa com velocidade maior do que a do elétron ao atingir a placa positiva C Se o módulo do campo elétrico for aumentado o tempo no qual as partículas passam uma pela outra não será afetado D Tomando o sentido do eixo x para a direita a equação horária do próton será 2 2 p p x eEt m enquanto que a do elétron será 2 2 e e x L eEt m E As duas partículas passam uma pela outra no instante de tempo 2 e p e p t m m L eE m m Q5 Um dipolo elétrico de momento dipolar p 3 i 4 j124 1030 C m é submetido a um campo elétrico E 4000 NC i Com base nestes dados podese dizer que Problema 83 do Livro Assinale as DUAS únicas afirmativas corretas das opções abaixo A O dipolo fazia com o campo um ângulo inicial de 45º que devido ao torque foi diminuindo até zero no equilíbrio B Se o torque produzido pelo campo faz o dipolo girar até que eles fiquem paralelos então a energia potencial do dipolo terá um valor máximo C O torque do dipolo relativo ao campo elétrico é τ 198 x 1026 Nm k D A energia potencial do dipolo relativa ao campo elétrico é U 194 x 1026 J E Para fazer o dipolo girar 90º no sentido antihorário até a posição p 4 i 3 j124 1030 C m contra o torque do campo um agente externo teria que realizar um trabalho sobre o dipolo igual a Wext 347 x 1026 J Q4 Duas grandes placas de cobre mantidas a uma distância L uma da outra são usadas para criar um campo elétrico uniforme como mostra a figura Um elétron é liberado da placa negativa ao mesmo tempo que um próton é liberado da placa positiva Desprezandose a interação entre as partículas podese dizer que Problema 53 do Livro T05 Física 3 1 i Coordenadas das cargas Carga 1 fixa R0 Carga 2 Móvel Rcosθ Rsenθ ii Campo gerado por q₁ E₁ Kq₁ R² î iii Campo gerado por q₂ E₂ Kq₂ R² cosθ î senθ ĵ iv Campo total Etot E₁ E₂ K R² q₁ î q₂ cosθ î senθ ĵ Etot K R² q₁ q₂ cosθ î q₂ senθ ĵ A FALSA B Etoty Kq₂ R² senθ q₂ senθ 4 π ϵ₀ R² C θ 0 Vetor total aponta para x não p direita Conta 2 em R0 FALSA D θ 90 Conta 2 em 0R Ex 0 e Ey 0 E Etotx K R² q₁ q₂ cosθ FALSA 2 λ q L Barra entre x L e x 0 P em x a dq λ dx dEx K dq ax² K λ dx ax² Ex K L0 λ ax² dx qK L L0 η dx ax² Ex Kq L 1uaLa Kq L 1 aL 1a Kq L 1a 1aL Ex q 4 π ϵ₀ η aaL A Substituindo Ex 157 x 10³ NC B FALSA C Ex q 4 π ϵ₀ aL2² Ex q 4 π ϵ₀ L2 a ² D Substituindo Ex 131 x 10¹³ FALSA E 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V e V p ap eEmp FALSA C Xe eEt²2me e Xp L eEt²2mp Se encontram eEt²2me eEt²2mp L t² 2LeE 1me 1mp1 FALSA D Xp eEt²2mp e Xe L eEt²2me Xp 12 ap t² eEt²2mp e Xe 1 12 aet² L eEt²2me CORRETA E Se encontram em t 2me mp LeEmp me CORRETO 5 c τ p E τ i j k 37210³⁰ 49610³⁰ 0 4000 0 0 τ 198410²⁶ kN CORRETA E W Ufinal Uinicial U p E p x Ex py Ey Ui px t 37210³⁰ 4000 148810²⁶ J p 4 i 3 j px 412410³⁰ Vf 49610³⁰4000 198410²⁶ J Wext Vf Vi 198410²⁶ 148810²⁶ 347210²⁶ J CORRETA