P3 Fisica Geral 3 a

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL - INSTITUTO DE FÍSICA\nProva 3 - 2016/1\nNome: Maria Eduarda Miranda Silveira Dias - 00260902\n\n1) (p) Uma espira circular possui raio R e transporta uma corrente I_0 no sentido horário, conforme a figura ao lado. O centro da espira está a uma distância d acima de um fio longo, retilíneo. Determine a intensidade e o sentido da corrente I_no fio, para que o campo magnético no centro da espira seja nulo. Use a lei de Biot-Savart para o cálculo de B do centro da espira.\n\n2) (p) Considere dois fios paralelos longos e finos, separados por uma distância d. O primeiro fio tem corrente i_1 e o segundo fio tem corrente i_2 = 3i_1, ambas no mesmo sentido. Em que ponto ao longo da reta que passa pelos dois fios teremos o campo magnético nulo? Parte da lei de Ampère para calcular os campos magnéticos.\n\n3) (p) Um solenóide de seção circular formado por 1000 voltas de fio tem 50 cm de comprimento, raio de 1,0 cm e submetido a uma corrente de 4 A. Um anel circular de 0,5 cm de raio, cujo plano é perpendicular ao eixo do solenóide, está inteiramente contido no mesmo. Determine o fluxo de campo magnético através do anel.\n\n4) (p) Na figura ao lado: (a) qual deve ser o valor de E para que a corrente no circuito seja 1,0 mA? Considere E_1=2,0 V, E_2=3,0 V e R_1=R_2=3,0 Ω. (b) Como a taxa e a energia térmica é dissipada em R²?\n\n5) (2p) Um elétron que tem velocidade v = (2 x 10^6 m/s) penetra num campo magnético B = (0,15 Tj). Determine vetor força sobre o elétron.\n\nBÔNUS (1p): Sob a ação de um campo magnético uniforme B, uma partícula de massa m, carga q e velocidade v perpendicular ao campo descobrirá um movimento circular uniforme. Determine o período T do movimento (o período do ciclotron).\n\nQ = CV, i = dQ/dt, E = Ri, E = QF, μ₀ = 4π x 10^-7 T m/A, Φ_B = ∫ **B** .dA, A_w = 4πr²,\n\nC = 2πr, ε = 1,6 x 10^-9 C, ε₀ = 8,85 x 10^-12 C²/Nm², c = 3 x 10^8 m/s, F_e = qE, F = q**v** x **B**,\n\n**F**_a = i x **B**, **B** = (μ₀ * Iz)/(4π * r²), dB = (μ₀ * idl x **B**)/(2π * r), dA = 0, V = Ri, P = Vi,\n\n∫ (dx/(x² + x²)^(3/2)) * dx = -X/(x² + x²)^(1/2) + C, V = ε' - ri, ε = 1,6 x 10^-19 C. Exercício B:\n\tiltEnron:\nQ_f = 1,16·10^{-19}C\nv = (2·10^{-6}m/s)·i\nB = (0,15T)\n\nF = - q(v × B)\nF = - (3,2·10^{-10})(i) × (0,15)ğ\n\nF = F(im) + F(c)\n\n0,4\n\nF_b - F_m = m(a)\n\nqφB = m(v²/R)\n\nT = 2πR√(m/qB)\n\n2πR = qBφ/T\nT = 21 mm\n\n1,7 Assunto 2:\nE_f = 0\n\nO campo magnético é nulo?\n\nQuando as intensidades se tornam iguais ao longo da mesma reta, isto é I e 3I.\n\nA corrente que flui é uma regra que garante que a intensidade é:\n\nd **B** = μ₀I/(2πr)\n\nd **B**₁ = μ₀I₁/(2πa)\n\nd **B**₂ = μ₀I₂/(2πb)\n\nComo os dois fios atuam sobre a mesma situação geométrica:\n**B**₁ = **B**₂\n\nI₂ * d = I₁:\n\n**B**= - **B**₂ => I₂ = I₁/3\n\nE em relação à distância do resto x: E = 0,00;\n\n**B**₁ + **B**₂ está sempre diferente do resto, pois seus sentidos não são os mesmos; o mesmo ocorre para os intervalos (d=1,00).\n\nA única sugestão onde os vetores de **B**₁ e **B**₂ divergem é para o x = 0. Dessa forma:\n**B**₂ = **B**₁,\n\nI₂ = 3I₁. Exercício 3:\nN = 1000 espiras\ni = 4A\ncomp = 0,5m\nR = 0,01m\n\nB = ?\nΦ_M = ∫(B⋅dA)\n\nB_x = μ0 N i\nB_sol = (4π·10^{-7})(1000)·4\n\n0,15\n\nB_x = 0,01T\nΦ_M = ... ?\n\n0,5 Exercício 4:\na) i = 1·10^{-3}A\nt1 = 2V\nt2 = 3V\nR1 + R2 = 3Ω\n\nf2 - f1 - xi - Rxi + x2i = 0\nR = t2 - t1 - u.i (x1 + x2)\n\nR = 1 - [(1·10^{-3})(6)] = 994Ω\nR = 994Ω\n\nP = V·i\nP = R_i·i²\nP = (994)(1·10^{-3})² = 0,894·10^{-4} W\nP = 9,94·10^{-4}W\n\n2,0