Lista de Exercícios - Física 4 com Respostas

Questionário de Física IV\n1) A primeira equação de Maxwell estabelece que o fluxo do E através de qualquer superfície fechada é proporcional a carga que fica dentro da superfície.\n1) ∇.E = ρ/ε₀ ∫S E.n da = 1/ε₀ ∫V ρ dV\nb) Falso\n2) A segunda que é a equação de Faraday que estabelece que a variação do fluxo magnético (ímã em movimento) que atravessa um circuito produz uma tensão elétrica, que dá origem a corrente, e tem sentido contrário dependendo se o imã se aproxima ou se afasta do circuito\n∇×E = -∂B/∂t ∫E.dS = -∫S ∂B/∂t n.da (ε = -ΔΦ/Δt)\na) Verdadeiro\nb) Falso\n3) A terceira equação é a que corresponde a lei geral para campos magnéticos, que estabelece que o fluxo magnético não é conservativo.\n3) ∇.B = 0 → ∫S B.n da = 0\na) Verdadeiro\nb) Falso\n4) A última equação estabelece que um campo magnético tanto pode ser produzido por uma corrente estacionária quanto por uma corrente de deslocamento Jd.\n4) c² ∇×B = J/ε₀ + ∂E/∂t → c² ∫S B.dS = 1/ε₀ ∫S J.n da + ∫S ∂E/∂t.n da b) Falso\n5) As equações seguintes significam que os campos magnéticos e elétricos variando com o tempo são capazes de gerar um ao outro.\n∇×E = -∂B/∂t,\nc² ∇×B = ∂E/∂t.\na) Verdadeiro\nb) Falso\n6) A corrente de deslocamento para o caso de um capacitor que está sendo carregado, está associada a variação do campo B\nid = ε₀ ∂ΦB/∂t\na) Verdadeiro\nb) Falso\n7) Uma espira está imersa em um campo magnético e a intensidade do fluxo magnético que a atravessa é igual a 2.10⁻⁶ Wb. Em um intervalo de 5s a intensidade do campo magnético é reduzida a zero. Determine o valor da fem induzida na espira nesse intervalo de tempo.\n1) ε = 2.10⁻⁷ V\n2) ε = 4.10⁻⁷ V\n3) ε = 2.10⁻⁶ V\n4) Nenhuma das anteriores\n8) As equações de Maxwell se aplicam apenas a campos que são constantes ao longo do tempo. a) Verdadeiro\nb) Falso\n9) A equação de onda pode ser derivada das equações de Maxwell.\na) Verdadeiro\nb) Falso\n10) Em uma onda eletromagnética no espaço livre, os vetores de campo elétrico E e B são iguais em magnitude.\na) Verdadeiro\nb) Falso\n11) Para uma onda eletromagnética plana os campos E e B são perpendiculares à direção de propagação da onda.\na) Verdadeiro\nb) Falso\n12) A relação Bm/Em = c é:\na) Verdadeiro\nb) Falso\n13) A intensidade (fluxo de energia) I da onda eletromagnética plana é o valor médio do vetor de Poynting.\na) Verdadeiro\nb) Falso\n14) Só as ondas transversais podem experimentar o fenômeno da polarização.\na) Verdadeiro\nb) Falso\n15) A luz do sol é polarizada. a) Verdadeiro\n(x) Falso\n16) A intensidade das ondas eletromagnéticas é dada pela fórmula:\nI = Im sen²θ\n\na) Verdadeiro\n(x) Falso\n17) Dispõe-se de um capacitor de placas paralelas de 5µ F. Como seria possível obter uma corrente de deslocamento de 10A no espaço entre as placas?\n\n(x) 2.10⁶ V/s\nb) 4.10⁴ V/s\nc) c) 9 2.10² V/s\n\n18) A corrente de 10 A flui para um capacitor com placas com áreas de 0,5 m². (a) Qual é a corrente de deslocamento entre as placas?\n\na) Id = 5 A\n(x) Id = 10 A\nc) Id = 1 A\nd) Nenhuma das anteriores\n\n19) As frequências da radiação ultravioleta são maiores ou menores do que as da radiação infravermelha?\n(x) Maiores\nb) Menores\n\n20) Um laser de hélio-neon tem um feixe vermelho. Ela é iluminada por sua vez sobre um filtro de plástico vermelho e um filtro de plástico verde. Em qual filtro o laser exercerá uma força maior?\n\n(x) Filtro verde\nb) Filtro vermelho\n\n21) Dispõe-se de um capacitor de placas paralelas de 5µ F. Como seria possível obter uma corrente de deslocamento de 10A no espaço entre as placas?\n\n(x) 2.10⁶ V/s\nb) 4.10⁴ V/s\nc) c) 9 2.10² V/s\nd) Nenhuma das anteriores\n\n22) Um observador está a 1,8 m de uma fonte luminosa pontiforme cuja potência P é de 250 W. Calcule os valores eficazes (ou valores médios quadráticos) dos campos elétrico e magnético na posição do observador. Suponha que a fonte irradie uniformemente em todas as direções.\n\na) 48 V/m\nb) 1,6.10⁻⁷ T\n\n2)\na) 4,8 V/m\nb) 16.10⁻⁷ T\n\n3)\na) 48.10⁻³ V/m\nb) 1,6.10⁻⁵ T\n\n4) Nenhuma das anteriores 23) Uma lâmpada de 100 W emite ondas eletromagnéticas esféricas uniformemente distribuídas em todas as direções. Achar a intensidade, a pressão de radiação e o campo elétrico a uma distância de 3 m da lâmpada, admitindo que a radiação eletromagnética seja portadora de 50 W de potência.\n\na) I = 0,44 W/m²\nb) Pr = 1,47.10⁻⁹ Pa\nc) Em = 18,2 V/m\n\n2)\na) I = 44 W/m²\nb) Pr = 14,7.10⁻⁹ Pa\nc) Em = 1,82 V/m\n\n3)\na) I = 4,4 W/m²\nb) Pr = 0,47.10⁻⁹ Pa\nc) Em = 1,82 V/m\n\n4) Nenhuma das anteriores\n\n24) Estime a força de radiação exercida na Terra pelo sol e compare a força de pressão de radiação com a atração gravitatonal do sol. Na órbita da Terra, a intensidade da luz solar é de 1,4 kW/m², Fg = 3,5.10²² N, R: terra = 6370 km.\n\na) Fr = 5,8.10⁸ N\nb) Fr/Fg = 1,6.10⁻¹⁴\n\n2)\na) Fr = 5,8.10⁴ N\nb) Fr/Fg = 1,6.10⁻¹⁰ 25) Repita o exercício anterior para o planeta marte. \\(F_{m_{g}} = 1,7 \\cdot 10^{21}N, R_{marte} = 3.400 km, I_{marte} = 589 W/m²\\)\n1)\na) \\(F_r = 5,8 \\cdot 10^8N\\)\nb) \\(F_r/F_g = 1,6 \\cdot 10^{-14}\\)\na) \\(F_r = 7,1 \\cdot 10^7N\\)\nb) \\(F_r/F_g = 4,3 \\cdot 10^{-14}\\)\n3)\na) \\(F_r = 1,8 \\cdot 10^{-2}N\\)\nb) \\(F_r/F_g = 2,6 \\cdot 10^{-8}\\)\n4) Nenhuma das anteriores 26) Na superfície da Terra, existe um fluxo solar médio aproximado de 0,75kW/m². Uma família queria construir um sistema de conversão de energia solar para alimentar sua casa. Se o sistema de conversão é 30% eficiente e a família precisa de no máximo 25 kW, que área de superfície eficaz é necessária para absorver perfeitamente os coletores?\n1)\na) A = 55 m²\n2)\na) A = 11 m² 29) Encontre o comprimento de onda para (a) uma onda de rádio AM típica com uma frequência de 1 MHz e (b) uma onda de rádio FM típica com uma frequência de 100 MHz.\n1)\na) \\(λ = 3 m\\)\nb) \\(λ = 300 m\\)\n2)\na) \\(λ = 30 m\\)\nb) \\(λ = 3 m\\)\na) \\(λ = 300 m\\)\nb) \\(λ = 3 m\\)\n4) Nenhuma das anteriores 32) Para que dois feixes de luz interferam no necessario que os feixes sejam coerentes.\n\na) Verdadeiro\nb) Falso\n\n33) Duas fendas paralelas, a 7,7μm de distância uma da outra, são iluminadas com uma luz verde monocromática, de comprimento de onda de 550 nm. Calcule a posição angular da franja clara de terceira ordem (m = 3) (a) em radianos e (b) em graus.\n\na) θ = sen⁻¹ = 0,22rad\nb) θ = 12,38º\n2)\na) θ = sen⁻¹ = 1,22rad\nb) θ = 15,38º\n3)\na) θ = sen⁻¹ = 2,11rad\nb) θ = 07,30º\n4) Nenhuma das anteriores\n\n34) Qual é a distância na tela C entre dois máximos adjacentes perto do centro da figura de interferência?. Dados: λ = 546 nm, d = 0,12 mm, D = 55 cm.\nΔy = 2,5·10⁻³ mm\n2) Δy = 2,5·10⁻² cm\n3) Δy = 1,5·10⁻² cm\n1) Nenhuma das anteriores