Avaliação 4 de Física Geral III - Prof. Marcelo Maialle

FCAUNICAMP Avaliação4 de Física Geral III prof Marcelo Maialle 28112019 NOMERA ESCOLHER e FAZER 3 dos 4 problemas 1 Considere um fio condutor coaxial O condutor interno é maciço tem formato cilíndrico de raio 𝑎 e conduz corrente 𝐼 uniformemente sobre toda sua seção reta O condutor externo é uma casca cilíndrica de raio 𝑏 e conduz corrente no sentido oposto O campo magnético criado se limita à região interna do fio sendo sua dependência com a distância 𝑟 até o eixo ilustrado na figura a Use a lei de Ampere 𝐵 𝑑𝑙 𝜇0𝐼𝑖𝑛𝑡 para obter o campo 𝐵 𝐵𝑟 criado internamente ao fio deve reproduzir aquele ilustrado na figura b Considere um segmento deste fio com comprimento 𝑙 1 m Calcule a energia magnética 𝑈 𝐵2 2𝜇0 𝑑𝑣𝑣𝑜𝑙 armazenada neste segmento de fio c Determine a indutância 𝐿 deste segmento de fio através de 𝑈 𝐿 𝐼2 2 2 Uma espira quadrada de aresta 𝐿 01 m se move com velocidade constante 𝑣 5 ms ao longo da direção 𝑥 vide figura Inicialmente 𝑡0 a espira se encontra a 01 m de uma região onde há um campo magnético uniforme 𝐵 09 T entrando no plano da figura Esta região ocupa 03 m na direção 𝑥 e não há campo 𝐵 fora dela Calcule a força eletromotriz 𝐸 induzida na espira Faça um gráfico 𝐸 versus 𝑡 tempo de 0 s até 012 s Indique no seu gráfico qual seria o sentido horárioantihorário da corrente induzida na espira 3A Um laser potente produz uma onda eletromagnética de potência 10 MW num feixe confinado uma área de seção reta de 2 mm2 a Qual a intensidade média 𝐼𝑚é𝑑 deste feixe de luz 𝐼𝑚é𝑑 1 2 Intensidade 1 2 𝑆 onde 𝑆 1 𝜇0 𝐸 𝐵 é o vetor de Poynting Wm2 b Quais as amplitudes do campo elétrico em Vm e campo magnético em T deste feixe de luz 3B Escreva as expressões para 𝐸 e 𝐵 de uma onda EM senoidal que se propaga no vácuo na direção 𝑦 com freqüência 10 kHz e campo 𝐵 com amplitude 2 108 T polarizado na direção 𝑧 3C Uma onda eletromagnética se propaga esfericamente para fora de uma fonte puntiforme A intensidade da onda é 5 103 Wm2 quando a distância até a fonte é de 2 m Calcule a intensidade desta onda quando a distância for de 5 m 4 Considere um solenóide cilíndrico de raio 𝑅 e comprimento 𝑙 muito longo 𝑙 𝑅 O campo magnético interno ao solenóide é uniforme ao longo do eixo e varia com o tempo da forma 𝐵 𝑡 𝛽 𝑡2 onde 𝛽 é uma constante 𝐵 é assumido nulo fora do solenóide Esta variação temporal cria um campo elétrico 𝐸 dentro e fora do solenóide cujas linhas de campo são tipo vórtices ao redor do eixo do solenóide A Use a lei de Faraday 𝐸 𝑑𝑙 𝑑 𝑑𝑡 B dA para calcula 𝐸 𝐸𝑟 𝑡 como função da distância radial 𝑟 ao eixo do solenóide dentro 𝑟 𝑅 e fora 𝑟 𝑅 B Calcule a densidade de corrente de deslocamento 𝑗𝑑 𝜖0 𝐸 𝑡 e esboce o gráfico 𝑗𝑑𝑟 versus 𝑟