P2 de Física 3 da UNICAMP - 2012.2 - Diurno

Um fio cilíndrico está ao longo do eixo , tem comprimento , diâmetro e resistividade , sendo este material um condutor ôhmico. Considere que o potencial é e .

Em termos de e constantes físicas, deduza expressões para:

O campo elétrico no fio;

A resistência elétrica no fio;

A corrente no fio;

A densidade de corrente;

Qual é a expressão do campo elétrico em função de e ?

Um capacitor de placas paralelas, de área e separação , é originalmente carregado com carga . Desligando—se a bateria, uma lâmina dielétrica de espessura e constante dielétrica é, então, inserida entre as placas do capacitor.

Calcule:

O vetor no interior do dielétrico;

A capacitância desde capacitor;

A diferença de potencial entre as placas do capacitor;

O valor da densidade superficial de carga induzida nas paredes do dielétrico.

A figura abaixo mostra um fio que conduz uma corrente . Ele é formado por dois trechos retilíneos de comprimento , ambos tangentes à mesma circunferência de raio , e por um arco desta circunferência que subentende um ângulo central de , conforme a figura abaixo.

O fio está numa região onde existe um campo magnético uniforme, perpendicular ao plano da página e orientado para fora dela.

Calcule o vetor força magnética que age sobre cada segmento de fio retilíneo;

Calcule o vetor força magnética que age sobre a parte circular;

Calcule a força resultante que age sobre o fio;

O circuito da figura contém dois resistores e e dois capacitores e e o conjunto é ligado a uma bateria de . Antes de a chave ser ligada, os capacitores estão descarregados.

determine a constante de tempo desse circuito;

determine a corrente que atravessa a bateria em função do tempo após o fechamento da chave ;

determine a entre os ponto e em função do tempo;

com fechada por um longo tempo, quais são as cargas nos capacitores e .