a (le F-328 - Diurno26/1012011

I)

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3)

4)

Nota:

Nome: RA: .'>'-)<'" Turma:-X

Questao 01Tres capacitores de placas planas e paralelas estao ligados coma mostra a figura abaixo. Inicialmenteos capacitores C2 e C) estao descarregados e C, esta carregado corn carga '10' A chave S e entaofechada.a) CaIcular a carga em cada capacitor e a diferen<;:ade potencial atraves dos mesmos, ap6s 0

estabelecimento do equilibrio. (1,0 ponto)Mantendo-se a chave S fechada e inserido urn material de constante dieletrica k no capacitor C)'

preenchendo totalmente 0 volume entre suas placas.b) Nesta nova situa<;:ao,ca\cular a carga em cada capacitor e a diferen<;:ade potencial atraves dos

mesmos, ap6s 0 restabelecimento do equilibrio. (1,0 ponto)

c) Calcular a varia<;:aoda energia potenciaI eletrica tJ.V=V, - V" em C1.' onde V ~ e a energiaantes do fechamento da chave e UI a energia ap6s a coloca<;:aodo dieletrico. (0,5 ponto)

12- ~C1.. V ) 9~ =- c~ V

)

- ---

g' 1J 11..:;::' C2- V -e..

Vi-=-

Q (_ cl Cl.\/, I1 z. - .Lf ,/,r Q ~ Q6-=c,'--z.,-,;..o.~ 1

U I 2-4. t =. J... --1C- ~, 2... C \

~-;Dl

Questao 02Um condutor coaxial de comprirnento L, mostrado abaixo, e formado por urn nucleo rnetalicocilindric3 de raio r" e resistividade p/3, colocado no interior de uma casca rnetalica ciIindrica e

rnaci9a, de raio interno re..'mio I:xtemo rh e resistividade p. 0 cilindro e a casca esHioeletricamente

isolados devido a coloca{(ao, entre os rnesrnos, de urn filme isolante de espcssura desprezivel. 0condutor coaxial e entao ligado a urn circuito, conectando-se lirmernente toda a area de suasextrernidades planas corn 0 usa de placas metalicas de re:sistenciaeletrica desprezivel. A densidade

de corrente que circula pelo condutor coaxial e dada por J =3j 0 k , para r < ra , e J=j 0 k , pararll<< r < r". Cakular para 0 condutor coaxial:

a) A COITeutetotal que 0 atravessa.b) Sua resi:>tenciaequivalente.c) A d..d.p. entre suas extremidades.

(1,0 ponto)(1,0 ponto)(0,5 ponto)

=- n-:Y-o(2~t4)

i ~ ;J~~r~)

@

\

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~ LIT[)3_r'l.\ + 3 f'tLb ~ J ' Q

Questao 03 I;]No cir(;uito abaixo, no instante 1= 0 (chave S abert.:t) 0 capa,::itor eneontra-se ~escarregado.Cons~derandoque a ba~eriaque alimenta I) circuito e ideal e ;;om fon;:a eletromotriz 8,cakule, ap()s 0 fe<:hamento ~Iachave S:

a) a co..n.nte' que arraves~;a ('tcapacitor. irn(~di2tmmcnteapos 0 t;~chamento de S;b) a cOI"n::'nlc'que pa';sa pe!) resistor R~ imediatamente apos I) fechamento de S

c) a corrente que atrav(~ssa pela ch".ve Sea carga no capacitor em t ~ OQ;

d) a carga do capacitor e a corrente que atraves:>aos resistores RI e R2 emfun~aodo tempo.

(0,5)(0,5)

(0,5)

(1,0)

t3(ot) = 0

t. ~(X) ==c> Ca

C

R,~-+~

CaAff \MJCof'~ -"!

(r»):::= ~ c.. i ~ ::::.

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(3)

~ <;f. == 0---c.. c..

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c.. L~\""""'L) dt ' ~ C T-

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, J~_(/1:1 = 12.= (j:t_

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4, ~ A~z+i~i "' E'

1-f -=. --

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Questao 04Um fio, transporHmdouma COITenteI, e dobrado de modo a formar uma espira semicircular de raio

R, confolme tigura 0 fio eSla no piano xy e 0 vetor B e dadoporjj = By.a) calcule a fon;a magnetica que age sobre a parte reta do fio; (0,5ponto)b) calcule a for~a magnctica que age sobre a parte curva do fio; (0,5ponto)c) calcule a fon;a magnetica total sobre a espira; (0,5ponto)d) calcule 0 vetor momento de dipolo magnetico da espira. (0,5 ponto)e) calcule 0 torque magnetico sobre a espira. (0,5ponto)

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