P4 Fisica 2 2012-2

1) [0,4 pts] Cada átomos de um material paramagnético momento de dipolo magnético permanente. Os momentos de dipolo estão orientados, de modo que o material como um todo momento magnético resultante. Na presença de um campo magnético não-uniforme externo, Bext o material paramagnético é. Escolha a opção abaixo que completa corretamente as lacunas acima. A) possui - paralelamente - possui - repelled B) não possui - aleatoriamente - possui - atraído C) possui - aleatoriamente - não possui - atraído D) possui - paralelamente - não possui - repelled E) não possui - anti-paralelamente - não possui - atraído 2) [0,4 pts] A histerese pode ser entendida através do conceito de Evidentemente os movimentos das fronteiras e reorientações das direções dessas estruturas - totalmente reversíveis. Quando o campo magnético externo é incrementado, e em seguida reduzido de volta ao seu valor inicial, os momentos de dipolo magnético eletrônicos - não são - dipolos - não voltam C) momentos de dipolo magnético eletrônicos - são - dipolos - voltam D) momentos magnéticos - não são - domínios - não voltam 3) [0,4 pts] A figura ao lado mostra ras torres que representam a em e a corrente elétrica circulante em um circuito RLC - série. Se submetemos levemente a valor (i) de A) aumenta; (ii) diminui; (iii) aumenta. B) (i) diminui; (ii) aumenta; (iii) aumenta. C) (i) aumenta; (ii) diminui; (iii) diminui. D) (i) diminui; (ii) diminui; (iii) diminui. E) (i) aumenta; (ii) aumenta; (iii) aumenta. 4) [0,4 pts] Um indutor com indutância L e um resistor com resistência elétrica R estão ligados em série com uma fem E. Uma chave no circuito é fechada em t = 0, quando a corrente elétrica no circuito é zero. Longo tempo depois que a chave é fechada as diferenças de potencial no resistor e no indutor são, respectivamente, A) E e 0. B) 0 e E/2. C) E/2 e E/2. D) E/R e E/R. E) E/R e E/L/R. 5) [0,4 pts] A frequência angular natural de oscilação de um circuito RLC - série é ω0. A) ω0/2. B) ω0. C) 3ω0. D) 1,5ω0. CORRETA Prova 4 Nome: EDWARD P. GOODY Cartão: 221194 Turma: 8/BB Professor: GILBERTO 1) [2 pts] Uma bobina com indutância de 4,0 H e uma resistência elétrica de 40 Ω estão ligadas em série a uma fonte ideal de E = 100 V. Um décimo de segundo após ser feita a ligação, calcule: (a) a fem auto-induzida no resistor; (b) a d.d.p no da bobina; (d) a potência dissipada no resistor e (e) a potência fornecida pela fonte. = E - R i = E e^{-Rt/L} i(0)= E(1-e^{-Rt/L}) i(0,1) = 100(1- e^{-40 Ω * 0,1}) i(0,1) = 2,5(1-0,1) i(0,1) = 2,5(1-0,1) = 2,5(0,9) = 2,25 i(0,1) = 2,5(1 - e^{-4}) = 2,5(0,982) = 2,5 * 0,982 = 2,4552 V Pr = i * R = Pr = 158,63 + 21 = Pr = 99,96 E_L = -L di/dt = - ḟ E e^{-Rt/L} E_L = E - e^{-Rt/L} E_L = -100 e^{-40*0.1} = E_L = -100 * e^{-4}= E_R = 36,79 V O sentido contrário a fonte P_total = P_R + P_R = dU/dt + P_R = 58,14 + 99,87 = 58,14 + 99,87 25 v. 2) [2,5 pts] Um capacitor de capacitância C = 10 μF é conectado a uma bateria de 1,5 V. Após carregado, o capacitor é conectado a um indutor. Transcorridos 0,524 ms após a conexão com o indutor, observa-se que a carga no circuito é a metade da corrente máxima. Determine: a) [0,5 pts] a frequência natural de oscilação do circuito; b) [1,0 pts] a corrente máxima no circuito; c) [1,0 pts] a carga máxima no capacitor. q(t) = Q.cos(ωt + φ) C = 2/3 V g = Q*cos(ωt) C = V = 15 μF C = {1.5}/C C = 1998.15 * 10^3 max = 29,97 m/s F= [Δ] {q(t)} = 1/2 * C (1/3^2) 1 = 1998 rad/s = ω_0 = 2π/3 = 3,0 V = π/3 = ω= ω_0 2 = 319,07 Hz. Prova 4 \nNome: EDUARDO P. GOODY \nCartão: 221149 \nTurma: B/BB \nProfessor: GILBERTO \nUFGRS \nINSTITUTO DE FÍSICA \n3) [3,5 pts] Um circuito RLC série tem R = 2,1 kΩ, C = 0,23 µF e L = 7,8 H. O gerador fornece uma tensão eficaz (tensão quadrática média) de 50 V, com uma frequência de 60 Hz. \n(a) [0,5 pts] Obtenha a corrente eficaz (corrente quadrática média). \n(b) [0,5 pts] Obtenha as tensões eficazes no resistor, no indutor e no capacitor. \n(c) [0,5 pts] Obtenha a potência média transmitida ao circuito. \n(d) [0,5 pts] Esboce o diagrama de fasores para um tempo qualquer indicando o ângulo de fase entre a tensão da fonte e a corrente elétrica. \n(e) [0,5 pts] Qual o valor da indutância que um indutor deverá ter para fazer com que a corrente no circuito deva máxima? \nω = 2πf = 2π × 60 = 120π rad/s \nX_L = ωL = 120π × 7,8 => X_L = 2,94 kΩ \nX_C = 1/(ωC) = 1/(120π × 0,23×10^-6) => X_C = 11,53 kΩ \nz = √(R² + (X_L - X_C)²) \nz = √(2400² + (2940 - 11530)²) \nz = 8,84 Ω \nV_RMS = I_RMS × R = 5,65 mA × 2,100 Ω => V_RMS = 11,87 V \nV_L RMS = I_RMS × X_L = 5,65 mA × 2940 Ω => V_L RMS = 16,61 V \nV_C RMS = I_RMS × X_C = 5,65 mA × 11,530 Ω => V_C RMS = 65,14 V \nP = E_T RMS × I_RMS × cos φ \nP = E_T RMS × I_RMS × V_RMS/E_T RMS \np = 5,05×10^-1 × 11,87 ω_0 = 1/√(L*C) => 120π = 1 => √(L*0,23×10^-6) = 1/(120π, 4,8×10^-4) \nL = 30,594 H