AV3 - 2ª CH de Física 3 da UFJF - 2018.1

1) Na figura ao lado, a barra vertical tem massa , comprimento e resistência entre suas extremidades. Os trilhos são horizontais, sem atrito e têm resistências desprezíveis. A distância entre os trilhos também é . Uma bateria ideal, com , está conectada entre os pontos e de tal forma que a corrente na barra é para baixo. A barra é liberada a partir do repouso em .

a) Deduza uma expressão para a força horizontal na barra como função da velocidade e das demais grandezas fornecidas.

b) Mostre que a velocidade da barra se aproxima de um valor máximo após um longo tempo, e determine uma expressão para esta velocidade.

c) Qual é a corrente quando a barra está se movendo com a velocidade máxima? Justifique todos os itens.

1) Na figura ao lado, a barra vertical tem massa , comprimento e resistência entre suas extremidades. Os trilhos são horizontais, sem atrito e têm resistências desprezíveis. A distância entre os trilhos também é . Uma bateria ideal, com , está conectada entre os pontos e de tal forma que a corrente na barra é para baixo. A barra é liberada a partir do repouso em .

a) Deduza uma expressão para a força horizontal na barra como função da velocidade e das demais grandezas fornecidas.

b) Mostre que a velocidade da barra se aproxima de um valor máximo após um longo tempo, e determine uma expressão para esta velocidade.

c) Qual é a corrente quando a barra está se movendo com a velocidade máxima? Justifique todos os itens.

2) Uma haste de comprimento gira em torno de uma extremidade a uma velocidade angular , mantida constante. A haste está imersa em um campo magnético uniforme , paralelo ao eixo de rotação da haste.

a) Em termos de e , qual diferença de potencial se desenvolve entre as duas extremidades da haste?

b) Qual extremidade da haste tem um potencial maior?

c) Quais são a direção, o sentido e o módulo do campo elétrico no interior da barra?

d) Qual das duas extremidades da barra possui excesso de carga positiva?

e) Se , e , qual é o valor da diferença de potencial do item (a)?

2) Uma haste de comprimento gira em torno de uma extremidade a uma velocidade angular , mantida constante. A haste está imersa em um campo magnético uniforme , paralelo ao eixo de rotação da haste.

a) Em termos de e , qual diferença de potencial se desenvolve entre as duas extremidades da haste?

b) Qual extremidade da haste tem um potencial maior?

c) Quais são a direção, o sentido e o módulo do campo elétrico no interior da barra?

d) Qual das duas extremidades da barra possui excesso de carga positiva?

e) Se , e , qual é o valor da diferença de potencial do item (a)?

2) Uma haste de comprimento gira em torno de uma extremidade a uma velocidade angular , mantida constante. A haste está imersa em um campo magnético uniforme , paralelo ao eixo de rotação da haste.

a) Em termos de e , qual diferença de potencial se desenvolve entre as duas extremidades da haste?

b) Qual extremidade da haste tem um potencial maior?

c) Quais são a direção, o sentido e o módulo do campo elétrico no interior da barra?

d) Qual das duas extremidades da barra possui excesso de carga positiva?

e) Se , e , qual é o valor da diferença de potencial do item (a)?

3) Um capacitor é carregado por uma bateria de 12V. Em seguida, no instante , é ligado a um indutor. O gráfico mostra o comportamento da corrente no circuito em função do tempo . A partir do gráfico, determine:

a) A frequência de oscilação da corrente.

b) Os valores da capacitância e da indutância .

c) A carga máxima do capacitor.

d) As expressões para as energias armazenada no capacitor e , no indutor.

e) Faça um gráfico das tensões no indutor e no capacitor em função do tempo para o intervalo de tempo . Pode ser apenas um esboço, mas use o gráfico ao lado como um guia de formato.

2) Uma haste de comprimento gira em torno de uma extremidade a uma velocidade angular , mantida constante. A haste está imersa em um campo magnético uniforme , paralelo ao eixo de rotação da haste.

a) Em termos de e , qual diferença de potencial se desenvolve entre as duas extremidades da haste?

b) Qual extremidade da haste tem um potencial maior?

c) Quais são a direção, o sentido e o módulo do campo elétrico no interior da barra?

d) Qual das duas extremidades da barra possui excesso de carga positiva?

e) Se , e , qual é o valor da diferença de potencial do item (a)?

3) Um capacitor é carregado por uma bateria de 12V. Em seguida, no instante , é ligado a um indutor. O gráfico mostra o comportamento da corrente no circuito em função do tempo . A partir do gráfico, determine:

a) A frequência de oscilação da corrente.

b) Os valores da capacitância e da indutância .

c) A carga máxima do capacitor.

d) As expressões para as energias armazenada no capacitor e , no indutor.

e) Faça um gráfico das tensões no indutor e no capacitor em função do tempo para o intervalo de tempo . Pode ser apenas um esboço, mas use o gráfico ao lado como um guia de formato.

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