Avaliação 4 de Física Geral III - Prof. Marcelo Maialle

FCAUNICAMP Avaliação4 de Física Geral III prof Marcelo Maialle 6112018 NOMERA 1 Um dipolo magnético espira não sofre força quando em um campo magnético uniforme pode sofrer apenas um torque No entanto se o campo for não uniforme pode haver força Considere um imã forte colocado sob um anel condutor de raio 𝑟 que conduz corrente 𝐼 como mostra a figura Se o campo magnético 𝑩 tem a mesma intensidade sobre o anel e faz um ângulo 𝜃 com a vertical em todos os pontos do anel determine a intensidade e direção da força resultante sobre o anel 2 Considere um cabo coaxial longo que consiste de dois condutores na forma de cascas cilíndricas concêntricas de raios 𝑎 e 𝑏 e comprimento ℓ como na figura Os condutores são percorridos por uma corrente 𝐼 em sentidos opostos a Calcule o campo magnético 𝐵 entre os condutores devido ao longo comprimento ℓ despreze efeitos de bordas b Na região 𝑎 𝑟 𝑏 e no comprimento ℓ calcule a energia magnética armazenada no campo 𝐵 nesta região a qual é dada pela expressão 𝑈𝐵 𝐵2 2𝜇0 𝑑𝑣 𝑑𝑣 volume USE o VERSO 3 Uma espira é formada por um fio condutor dobrado de tal forma a se acomodar em duas faces de um cubo de aresta 𝑎 como mostra a figura Pela espira passa uma corrente 𝐼 setas na espira e ela está imersa num campo 𝑩 uniforme ao longo de 𝑧 a Desenhe o vetor força em cada segmento da espira b Calcule a força resultante na espira somando as forças nos segmentos c Calcule o torque na espira através das forças em cada segmento Dê o seu módulo direção e sentido d Sabemos que o torque numa espira plana é 𝜏 𝜇 𝐵 onde 𝜇 𝑖𝐴 é o momento magnético da espira A espira dobrada figura pode ser representada pela superposição de duas espiras planas Desenhe estas espiras Calcule o torque 𝜏 𝜇 𝐵 nestas espiras planas e relacione o seu resultado com aquele do item c 4 Uma superfície cônica figura tem ângulo de vértice 2𝜃 e altura ℎ Na superfície do cone há uma densidade de carga uniforme 𝜎 e o cone gira em torno do seu eixo de simetria com velocidade angular 𝜔 2𝜋 𝑇 onde 𝑇 é o período de revolução O movimento giratório cria uma corrente que gera um campo magnético Calcule este campo 𝐵 no vértice do cone Dica Divida o cone em anéis Integre pequenos campos dos anéis de raio 𝑅 e corrente 𝐼 ao longo do eixo 𝐵𝑎𝑛𝑒𝑙 𝜇0𝐼 𝑅2 2 𝑅2 𝑧2 32 Para calcular a corrente 𝐼 de um anel lembrese que corrente é cargatempo Use a carga no anel e o tempo de uma revolução 𝑇 Sua resposta deve conter 𝜃 𝜎 ℎ 𝜔 𝜇0 USE o VERSO 𝑥 𝑦 𝑧 𝐵 𝑎 𝑎 2𝜃