P2 de Física 3 da UNICAMP - 2016.2 - Noturno

Um capacitor de placas paralelas, separadas por uma distância , é carregado a uma diferença de potencial por uma bateria.

Mantendo-se a bateria ligada, uma lâmina de material plástico de constante dielétrica é inserida entre as placas do capacitor, sem alterar as demais propriedades do sistema. A nova diferença de potencial entre as placas e o novo campo elétrico entre elas são, respectivamente:

e ;

e ;

e ;

e ;

Na figura temos um circuito formado por duas baterias, dois resistores, um capacitor e uma chave . Inicialmente a chave está aberta por um tempo muito longo.

Nesta situação, determine a carga no capacitor ;

A chave é então fechada e mantida assim por muito tempo, determine:

As correntes nos resistores e ;

A diferença de potencial entre as placas do capacitor;

A variação da carga nas placas do capacitor.

Um capacitor de e um de , quando carregado separadamente por uma bateria, adquirem cargas e , respectivamente. Quando são ligados em série e carregados pela mesma bateria, eles adquirem cargas e , respectivamente.

Então:

;

;

;

;

;

Uma corrente flui no sentido anti-horário pelo contorno desta página e um campo magnético uniforme está dirigido da esquerda para a direita, paralelamente ao plano da página.

Se a força magnética é a única que age na região, a página girará de modo que a margem direita:

move-se em sua direção;

move-se para a sua direita;

move-se para a sua esquerda;

move-se afastando-se de você;

não se move;

Três capacitores , e , todos de mesma capacitância, são ligados a uma bateria, como mostrado.

Qual capacitor armazena a maior energia?

;

;

;

ou ;

Todos os capacitores armazenam a mesma energia;

Considere o circuito mostrado na figura.

A fonte de fem tem resistência interna desprezível. Os resistores têm resistências e . O capacitor tem capacitância . Quando o capacitor está completamente carregado, o módulo da carga nas placas é .

O valor é:

;

;

;

;

;

Um capacitor está inicialmente descarregado. No instante , o capacitor é ligado em série a um resistor e a uma bateria. A energia do capacitor aumenta, atingindo um valor quando .

No instante igual à constante de tempo , a energia armazenada no capacitor é dada por:

;

;

;

;

;

Um fio de cobre (de resistividade ) é usado para formar um anel de raio igual a . A área da seção reta do fio é de .

Os pontos e estão angularmente separados de , como mostra a figura.

A resistência entre os pontos e é, aproximadamente:

;

;

;

;

Um fio cilíndrico metálico conduz uma corrente entre suas extremidades à temperatura ambiente. A extremidade está ao potencial e a outra extremidade está ao potencial .

Ordene as seguintes ações de acordo com as alterações que cada uma produziria separadamente na corrente, começando pelo maior aumento e terminando com o maior decréscimo.

1. Fazer com .
2. Ajustar para triplicar a potência dissipada no fio.
3. Dobrar o raio do fio.
4. Dobrar o comprimento do fio.

1, 3, 2, 4;

1, 2, 3, 4;

4, 3, 2, 1;

3, 1, 2, 4;

3, depois 1 e 2 empatados, 4;

Um fio, transportando uma corrente , é dobrado de modo a formar uma espira semicircular de raio , conforme a figura.

O fio está no plano e o vetor é dado por .

Calcule a força magnética que age sobre a parte reta do fio;

Calcule a força magnética que age sobre a parte curva do fio;

Calcule a força magnética total sobre a espira;

Calcule o vetor momento de dipolo magnético da espira;

Calcule o torque magnético sobre a espira;

Ordene os módulos dos torques que agem nas espiras circulares , e que aparecem na figura, do maior para o menor. As três espiras são idênticas e transportam correntes iguais.

a, b, c;

a, c, b;

c, a, b;

c, b, a;

b, c, a;

A figura mostra quatro orientações, definidas pelo ângulo , de um momento de dipolo magnético em um campo magnético .

Ordene, começando pelo maior, o trabalho realizado por um agente externo sobre o dipolo para as três rotações seguintes: , e .

, e ;

, , ;

e empatados, ;

e empatados, ;

, , ;