Prova de Física: Campo Elétrico e Magnético

Questão1 25 pontos Duas barras homogêneas de comprimentos L1 9 ĵ m e L2 7 ĵ m com densidades lineares λ1 2γ e λ2 3 em Cm são posicionadas ao longo do eixo y como mostra a figura abaixo Use k 899 x 10⁹ Nm²C² ou ε0 885 x 10¹² C²Nm² OBS utilize duas casas decimais em notação científica para todas suas operações e cálculos a 10 Determine a componente x do campo elétrico resultante no ponto P1 2 ĩ m b 15 Determine o vetor campo elétrico no ponto P2 11 ĵ m Questão2 25 pontos A figura abaixo mostra uma esfera maciça de raio a 3 m que possui uma carga q distribuída segundo uma densidade volumétrica de cargas negativas não uniforme dada por ρ ρ0 ra onde r é a distância do centro da esfera a um ponto qualquer com r a A esfera é coberta por uma casca esférica de carga q positiva distribuída uniformemente ao longo da casca esférica ou seja ρ ρ1 para a r b com ρ1 sendo constante e b o raio externo da casca esférica Considerando k 899 x 10⁹ Nm²C² e ε0 885 x 10¹² C²Nm² OBS utilize duas casas decimais em notação científica para todas suas operações e cálculos a 05 Determine o valor da constante ρ0q b 10 Determine o valor do raio externo b da casca esférica para que ρ1 ρ0 c 10 Determine o módulo do campo elétrico dividido pelo módulo da carga q para r a5 Questão 3 25 pontos A figura abaixo mostra uma espira quadrada de lado L 5 m localizada no plano xy pela qual uma corrente estacionária i 4 A circula no sentido antihorário Considerando que na região da espira existe um campo magnético externo da forma vecB 9 left1 fracx7Lright hatj em Tesla OBS utilize duas casas decimais em notação científica para todas suas operações e cálculos a 10 Determine as forças magnéticas que atuam nos lados 1 e 2 da bobina Colocar ambos os resultados no gabarito b 10 Determine as forças magnéticas que atuam nos lados 3 e 4 da bobina Colocar ambos os resultados no gabarito c 05 Calcule o torque resultante na bobina assumindo que a bobina pode girar apenas em torno do eixo x Questão 4 25 pontos A figura abaixo mostra uma espira circular de raio R 30 m na presença de um campo magnético da forma B rcos²θet²1 k onde r é uma distância medida a partir do centro da espira θ é o ângulo azimutal mostrado na figura e t é o tempo A espira está conectada a uma resistência R1 5 Ω Caso necessário use μ₀ 126 x 10⁶ TmA OBS utilize duas casas decimais em notação científica para todas suas operações e cálculos cos²x dx x2 sen2x4 Cte