Grátis: Um campo elétrico uniforme, caracterizado por sua intensidade constante medida em N/C, desempenha um papel fundamental na eletrostática. Esse campo... – Questões Respondidas

Eletromagnetismo

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Um campo elétrico uniforme, caracterizado por sua intensidade constante medida em N/C, desempenha um papel fundamental na eletrostática. Esse campo influencia o movimento de partículas carregadas e é crucial para entender fenômenos elétricos e magnéticos. O fluxo elétrico através de uma superfície em um campo uniforme depende da intensidade do campo, área da superfície e do ângulo entre o campo e a normal da superfície. Essa medida é essencial na análise e previsão de interações elétricas e tem aplicações práticas em eletricidade, eletrônica e telecomunicações. A uniformidade do campo facilita cálculos matemáticos, tornando-o uma ferramenta valiosa na física e nas engenharias (elétrica, eletrônica e de telecomunicações).
Um campo elétrico uniforme de intensidade E = 100 N/C atravessa uma superfície plana com uma área de 0,5 m². O ângulo entre o campo elétrico e a normal à superfície é de 60 graus. Assinale a alternativa que apresenta o fluxo elétrico através da superfície.
125 Nm²/C.
100 Nm²/C.
75 Nm²/C.
50 Nm²/C.
25 Nm²/C.

Questões para o Sucesso

há 2 meses

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Av1 - Eletromagnetismo

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Ed

há 2 meses

Para calcular o fluxo elétrico (\( \Phi_E \)) através de uma superfície em um campo elétrico uniforme, usamos a fórmula: \[ \Phi_E = E \cdot A \cdot \cos(\theta) \] onde: - \( E \) é a intensidade do campo elétrico (100 N/C), - \( A \) é a área da superfície (0,5 m²), - \( \theta \) é o ângulo entre o campo elétrico e a normal à superfície (60 graus). Agora, vamos calcular: 1. Cálculo do cosseno do ângulo: \[ \cos(60^\circ) = 0,5 \] 2. Substituindo os valores na fórmula: \[ \Phi_E = 100 \, \text{N/C} \cdot 0,5 \, \text{m}^2 \cdot 0,5 \] \[ \Phi_E = 100 \cdot 0,5 \cdot 0,5 = 25 \, \text{Nm}^2/\text{C} \] Portanto, o fluxo elétrico através da superfície é de 25 Nm²/C. A alternativa correta é: 25 Nm²/C.

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A força elétrica é a atração ou repulsão invisível que ocorre entre objetos carregados eletricamente. Regida pela Lei de Coulomb, a força elétrica depende das magnitudes das cargas e da distância entre elas. Essa Lei estabelece que a força elétrica é diretamente proporcional ao produto das magnitudes das cargas e inversamente proporcional ao quadrado da distância que as separa. Além disso, o campo elétrico descreve como uma carga elétrica influencia outras cargas ao seu redor, sendo representado por um valor escalar e essencial para prever o comportamento das cargas elétricas em diversas situações e aplicações práticas.
Com relação às afirmacoes abaixo, assine a alternativa que possui apenas as afirmações verdadeiras.
I. A força elétrica é a atração ou repulsão invisível que ocorre entre objetos carregados eletricamente, sendo governada pela Lei de Coulomb, que descreve como essa força varia com as magnitudes das cargas e a distância entre elas.
II. A Lei de Coulomb estabelece que a força elétrica entre duas cargas pontuais é diretamente proporcional ao produto de suas magnitudes e inversamente proporcional ao cubo da distância que as separa, sendo fundamental para entender as interações eletromagnéticas entre partículas carregadas.
III. O campo elétrico é uma ferramenta fundamental na física que descreve como uma carga elétrica influencia outras cargas em seu entorno, sendo representado por um valor escalar, e portanto suas linhas de campo elétrico não indicam direção e nem intensidade.
IV. O campo elétrico é calculado como a força elétrica que uma carga de teste sentiria em um ponto específico, e sua unidade de medida é o Newton por Coulomb (N/C), sendo essencial para prever o comportamento das cargas elétricas em diversas situações e aplicações práticas.
I e II, apenas.
I e III, apenas.
I e IV, apenas.
II e III, apenas.
II e IV, apenas.

A energia potencial elétrica é a capacidade armazenada em um sistema devido à influência das forças eletrostáticas entre as cargas. Quando as cargas têm sinais opostos, a energia potencial elétrica é negativa, refletindo a tendência à atração entre elas, enquanto cargas com o mesmo sinal resultam em uma energia potencial positiva, indicando uma predisposição à repulsão. Essa grandeza desempenha um papel essencial na compreensão de sistemas elétricos e é de importância crítica em diversas aplicações, que variam desde a compreensão da eletricidade estática até a operação de circuitos elétricos. Ela ilustra como a interação entre cargas elétricas pode armazenar energia pronta para ser convertida em trabalho ou liberada quando as condições do sistema se alteram.
Duas cargas de magnitude 2 nC e 3 nC estão posicionadas a uma distância de 2 cm uma da outra. Assinale a alternativa que apresenta o valor aproximado da energia potencial elétrica entre essas duas cargas.
2697 nJ.
7697 nJ.
12697 nJ.
15697 nJ.
18697 nJ.

Na ilustração abaixo, podemos perceber, na situação (a), um fio que inicialmente detinha um total de 6 elétrons em relação a um objeto neutro. Em seguida, na situação (b), o fio retém apenas 3 elétrons; enquanto a esfera, por sua vez, mantém os outros 3 elétrons transferidos. Essa representação clara e visual ilustra de maneira eficaz o princípio fundamental da conservação do saldo total de carga, que permanece inalterado em 6 elétrons ao longo de todo o processo.
Com base no exposto, analise as afirmativas a seguir.
I - A Figura ilustra um exemplo de conservação de cargas, onde dQ/dt é a taxa de variação da carga.
II - A Figura exemplifica a transferência de elétrons, ilustrando a conservação do saldo total de carga.
III - A formulação matemática da conservação de cargas pode ser expressa da seguinte maneira dQ/dt =3.
I, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
I e II, apenas.
I e III, apenas.

A Lei de Ampère na forma pontual é uma generalização da Lei de Ampère tradicional para situações em que a corrente elétrica é concentrada em um ponto. A expressão matemática dessa Lei é geralmente conhecida como a 'Lei de Ampère-Maxwell', que inclui a contribuição da corrente elétrica e do campo elétrico variável no tempo.
De acordo com as considerações iniciais, faça uma análise das afirmatvas a seguir.
I - A Lei de Ampère na forma pontual generaliza a Lei de Ampère tradicional para situações com corrente concentrada em um ponto.
II - A expressão matemática da Lei de Ampère-Maxwell não inclui contribuições da corrente elétrica, nem do campo elétrico variável e é representada por equações integrais e diferenciais.
III - A Lei de Ampère destaca que uma corrente elétrica gera um campo magnético, enquanto um campo elétrico variável também provoca um campo magnético.
I, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
I e II, apenas.
I e III, apenas.