P2 de Física 3 da UNICAMP - 2011.1 - Noturno

Na figura abaixo, uma partícula (que pode ser um próton ou um elétron) descreve uma trajetória circular em uma região onde existe um capo magnético uniforme de módulo igual a (saindo do plano do papel). A partícula está sujeita a uma força magnética de módulo igual a .

Identifique o sinal da carga da partícula (justifique);

Determine:

A velocidade escalar da partícula;

O raio da trajetória da partícula;

O período do movimento;

Dados:

massa do próton:

massa do elétron:

Um fio de cobre , de e diâmetro de , está soldado em uma de suas extremidades a um fio de ferro de e mesmo diâmetro. A corrente nos fios é .

Calcule:

A densidade de corrente em cada fio;

O campo elétrico em cada fio;

A diferença de potencial em cada fio;

a resistência que é atravessada pela corrente de , sob a diferença de potencial total . Compare esta resistência com a resistência equivalente dos dois fios (justificar);

Um capacitor de placas planas e paralelas (área e separação ) é carregado até atingir uma diferença de potencial e uma carga . Uma placa dielétrica, de constante e espessura , é introduzida entre as placas do capacitor, conforme a figura.

Encontre:

O campo elétrico no espaço vazio situado entre as placas do capacitor e a placa do dielétrico;

O campo elétrico dentro da placa dielétrica;

A diferença de potencial entre as placas do capacitor depois da introdução da placa dielétrica;

A capacidade do capacitor, depois da introdução da placa dielétrica, em função de , , e a permissividade ;

Na figura abaixo, a força eletromotriz da fonte ideal é , as resistências são e e o capacitor de capacitância está inicialmente descarregado. A chave é fechada em .

Determine, imediatamente após o fechamento de :

A corrente no resistor 1;

A corrente no resistor 2;

Transcorrido um tempo muito longo após o fechamento de , qual é a carga do capacitor?

Abrindo-se agora a chave , determine a corrente em em função do tempo;