PSUB de Física 3 da USP - 2017

Considere uma onda eletromagnética plana que se propaga no vácuo com campo elétrico dado por .

(a) Escreva a expressão para o campo magnético correspondente, justificando sua resposta.

(b) Calcule o vetor de Poynting e a intensidade da onda.

(c) Suponha que essa onda incide normalmente sobre um disco, de raio , perfeitamente absorvedor. Calcule a energia que atravessa o disco num intervalo de tempo igual ao período da onda.

Uma espira quadrada condutora de lado e resistência está orientada paralelamente a um fio condutor infinito a uma distância .

(a) Calcule a indutância mútua do sistema.

(b) Se o fio infinito é percorrido de baixo para cima por uma corrente , onde é o tempo e é uma constante positiva, calcule a corrente induzida na espira quadrada. Determine e explique o sentido da corrente induzida.

Uma espira quadrada de lado é percorrida por uma corrente no sentido anti-horário. A corrente varia com o tempo e é dada por , onde é uma constante.

(a) Usando a lei de Biot-Savart, calcule o vetor campo magnético produzido pela espira quadrada na origem do sistema de coordenadas.

(b) Considere um anel condutor de raio centrado na origem. Calcule a corrente induzida no anel pela espira quadrada e indique seu sentido. Considere que o anel possui resistência . Sugestão: Assuma que o campo magnético produzido pela espira quadrada é uniforme próximo à origem do sistema de coordenadas.

Um capacitor esférico é formado por dois condutores em equilíbrio eletrostático. O condutor interno possui formato esférico, de raio , e está carregado com uma carga total . O segundo condutor, de raio interno e raio externo , está carregado com uma carga total .

(a) Determine o vetor campo elétrico em todo o espaço e indique como as cargas elétricas estão distribuídas em cada um dos condutores.

(b) Determine o potencial elétrico em todo o espaço. Assuma que o potencial é zero no infinito.

(c) Calcule a capacitância do capacitor.