Exame de Física 3 da UNICAMP - 2019.1

Uma carga está uniformemente distribuída sobre a superfície de uma casca condutora. Uma partícula puntiforme com carga está no interior da casca. A força elétrica sobre a partícula tem a maior intensidade quando:

a) ela está próxima à superfície interna da casca.

b) ela está no centro da casca.

c) ela está no meio do caminho entre o centro da casca e a superfície da casca.

d) ela está em qualquer ponto interior (a força é a mesma em qualquer ponto nessa região e não é zero).

e) ela está em qualquer ponto interior (a força é zero em qualquer ponto nessa região).

Soltam-se simultaneamente três bolas a partir da mesma altura do chão. As bolas têm a mesma quantidade de carga negativa, mas têm massas diferentes: , e . Além do campo gravitacional da Terra, há um campo elétrico uniforme dirigido verticalmente para baixo. Suponha que a resistência do ar pode ser desprezada e que as bolas estão afastadas uma da outra o suficiente para se desprezar a influência de uma sobre a outra. Qual bola terá a maior velocidade ao atingir o solo?

a) a bola de .

b) a bola de .

c) a bola de .

d) as três bolas terão a mesma velocidade ao atingir o chão.

e) impossível responder sem se conhecer a intensidade do campo elétrico.

Usando a lei de Gauss, calcule o fluxo do campo elétrico através de uma das faces de um cubo que tem de lado e está carregado com uma densidade volumétrica de carga .

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

Uma carga puntiforme está no centro de uma camada esférica condutora de raio interno e raio externo . A uma distância da carga, o campo elétrico tem módulo e aponta radialmente para fora. A uma distância da carga, o campo elétrico tem módulo e aponta radialmente para dentro da camada. Determine em função de , , , , , e :

a) O valor e o sinal da carga puntiforme.

b) O sinal e o valor da carga na superfície externa da camada condutora.

Quatro cargas elétricas , , e são colocadas nos vértices de um quadrado de lado . O potencial no ponto , a meio caminho entre as cargas é:

(Use )

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

A figura mostra um filtro passa-alta, composto de um resistor de resistência , um indutor de indutância e um capacitor de capacitância , que permite a passagem de frequências altas com facilidade, porém atenua (ou reduz) a amplitude das frequências abaixo de uma frequência de corte. A amplitude da tensão de entrada é e a amplitude da tensão de saída é , que é medida nos extremos do indutor. Calcule, em função da frequência angular da fonte:

a) A amplitude da corrente que circula no circuito.

b) A amplitude da tensão de saída .

c) A relação entre as amplitudes, ou seja, .

d) Calcule o limite da razão para .

O diagrama abaixo mostra uma parte de um circuito elétrico fechado. Quando há uma corrente constante no circuito, a quantidade de carga passando por um ponto por unidade de tempo é

a) maior no resistor de do que no resistor de .

b) maior no resistor de do que no resistor de .

c) maior no ponto do que no ponto .

d) maior no resistor de do que no resistor de .

e) igual nos três resistores.

Uma espira quadrada de lado igual a é colocada no interior de um solenoide que tem um comprimento de e espiras, conduzindo uma corrente de . Se a corrente no solenoide for reduzida a zero em , qual será aproximadamente a média induzida na espira quadrada?

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .

O potencial elétrico no interior de um capacitor de placas paralelas:

a) é constante.

b) aumenta linearmente da placa positiva para a placa negativa.

c) diminui linearmente da placa positiva para a placa negativa.

d) diminui linearmente da placa negativa para a placa positiva.

e) diminui inversamente com o quadrado da distância à placa negativa.

Considere as duas áreas retangulares mostradas na figura, com um ponto situado a meio caminho entre as duas áreas. A área retangular da esquerda contém um ímã em forma de barra com polo sul mais próximo do ponto que o polo norte; a área retangular da direita está vazia. Quando um segundo ímã em forma de barra e idêntico ao primeiro, é colocado na área retangular da direita com o polo sul mais próximo do ponto que o polo norte:

a) o sentido do campo magnético no ponto permanece o mesmo, mas o módulo diminui.

b) o sentido do campo magnético no ponto permanece o mesmo, mas o módulo aumenta.

c) o campo magnético no ponto troca de sentido e o módulo aumenta.

d) o campo magnético no ponto troca de sentido e o módulo diminui.

e) o campo magnético no ponto se anula.

A figura mostra três circuitos formados por dois segmentos radiais e dois arcos de circunferência concêntricos, um de raio e outro de raio . A corrente é a mesma nos três circuitos e o ângulos entre os dois segmentos radiais é o mesmo. Colocando os circuitos na ordem do módulo decrescente do campo magnético no centro dos arcos (marcado na figura por um ponto), obtemos

a) .

b) .

c) .

d) .

e) nenhuma das respostas está correta.

Um capacitor e uma indutor estão ligados em série. No instante , a corrente é zero, mas o capacitor está carregado. Em termos do período das oscilações deste circuito LC, o próximo instante após em que a corrente é máxima é:

a) .

b) .

c) .

d)

e) .

Um indutor , um resitor e uma fonte de fem são ligados em série a uma chave . Em a chave é fechada e a corrente nesse instante é zero. Depois de um tempo qual será a tensão no indutor?

a) .

b) .

c) .

d) .

e) .