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Eletromagnetismo

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A Física é a ciência que busca estudar, modelar e imitar a natureza através de muitas ferramentas como, por exemplo, o cálculo diferencial. Uma das grandes áreas da física que está sempre em evolução é o Eletromagnetismo. Este é composto pela Eletrostática e a Eletrodinâmica. Com a evolução do Eletromagnetismo foi possível estudar os fenômenos eletrostáticos em meios materiais. Nesse caso, foi percebido que os fenômenos e sua estrutura matemática seguiam os mesmos modelos da Eletrostática no vácuo.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre eletrostática em meios materiais, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Em materiais isolantes elétricos, o vetor campo elétrico ? é substituído pelo vetor deslocamento elétrico ?.
II. Quando um determinado material isolante elétrico é submetido a um campo elétrico externo ele sofre um fenômeno denominado polarização.
Opção A: A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Opção B: A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Opção C: As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
Opção D: As asserções I e II são proposições falsas.
Opção E: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I.
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AV2 Eletromagnetismo

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há 9 horas

Vamos analisar as asserções: I. Em materiais isolantes elétricos, o vetor campo elétrico \( \mathbf{E} \) é substituído pelo vetor deslocamento elétrico \( \mathbf{D} \). Essa afirmação é verdadeira. Em materiais dielétricos, o vetor deslocamento elétrico \( \mathbf{D} \) é utilizado para descrever o efeito do campo elétrico em um meio material. II. Quando um determinado material isolante elétrico é submetido a um campo elétrico externo, ele sofre um fenômeno denominado polarização. Essa afirmação também é verdadeira. A polarização ocorre quando as cargas dentro do material se rearranjam devido à aplicação de um campo elétrico. Agora, vamos verificar as opções: Opção A: A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. (FALSO, pois ambas são verdadeiras) Opção B: A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa. (FALSO, pois ambas são verdadeiras) Opção C: As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I. (FALSO, pois ambas são verdadeiras e a II é uma justificativa correta da I) Opção D: As asserções I e II são proposições falsas. (FALSO, pois ambas são verdadeiras) Opção E: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I. (VERDADEIRO) Portanto, a alternativa correta é: E: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I.

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Como toda teoria em física, a eletrostática apresenta algumas equações fundamentais que tratam de maneira geral os problemas relacionados às grandezas envolvidas nesse contexto. Bons exemplos dessas equações na eletrostática são a Lei de Gauss, as equações de Poisson e de Laplace.
A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre condições de fronteira, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A equação de Poisson é uma equação diferencial parcial obtida pela combinação de equações fundamentais da eletrostática.
II. ( ) A equação de Laplace é uma equação diferencial parcial na qual é considerado um caso particular da equação de Poisson.
III. ( ) As equações de Poisson e de Laplace são equações diferenciais parciais de simples resolução.
IV. ( ) A equação de Laplace apresenta infinitas soluções.
Opção A: F, V, F, V.
Opção B: F, V, V, F.
Opção C: V, F, V, F.
Opção D: F, V, V, V.
Opção E: V, V, F, F.

O vetor deslocamento elétrico é uma quantidade modificada para calcular o campo elétrico em materiais dielétricos. Isso quer dizer que essa quantidade leva em consideração um importante efeito originado quando um objeto isolante é introduzido em uma região de campo elétrico externo. Esse efeito recebe o nome de polarização.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre capacitores, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) O vetor deslocamento elétrico é dado em termos do comprimento do fio.
II. ( ) A direção do vetor deslocamento elétrico é radial devido à simetria do sistema.
III. ( ) Nesse caso, a lei de Gauss é ineficaz e apresenta dificuldades de aplicabilidade.
IV. ( ) A única dependência do vetor deslocamento elétrico é a densidade linear de carga e os raios internos e externos.
Opção A: F, V, F, V.
Opção B: V, V, F, V.
Opção C: V, F, V, F.
Opção D: F, V, V, F.
Opção E: F, V, V, V.

Dielétricos lineares são materiais que, quando submetidos a campo elétricos externos, sofrem o efeito de polarização, de forma que o vetor de polarização entre suas cargas de sinais opostos apresenta a mesma orientação do campo elétrico externo aplicado.
A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre a polarização em materiais dielétricos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Cargas são acumuladas apenas no volume, devido à polarização, do material dielétrico.
II. ( ) Um tipo de eletrização onde há a separação de cargas positivas das negativas é denominado polarização.
III. ( ) A densidade de carga superficial acumulada devido à polarização, em casos de dielétricos lineares, é dada em termos do campo elétrico externo.
IV. ( ) A densidade de carga superficial em um material dielétrico linear, gerada pelo efeito de polarização, é diretamente proporcional ao vetor deslocamento elétrico.
Opção A: F, V, V, F.
Opção B: V, F, V, F.
Opção C: F, F, V, V.
Opção D: F, V, F, V.
Opção E: F, V, V, V.

Sabe-se que um material dielétrico, quando inserido em uma região de campo elétrico externo, sofre o denominado efeito de polarização. Quando a polarização de suas cargas apresenta mesma orientação do campo elétrico externo, esses são denominados dielétricos lineares.
A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre a polarização, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) A polarização causa acúmulo de cargas apenas na superfície do material.
II. ( ) A polarização é um tipo de eletrização onde há a separação de cargas positivas e negativas.
III. ( ) Em casos de dielétricos lineares, a densidade de carga volumétrica acumulada é dada em termos de cargas livres.
IV. ( ) Em dielétricos lineares, o vetor deslocamento elétrico está diretamente relacionado com a densidade de carga volumétrica acumulada no volume do material.
Opção A: F, V, V, V.
Opção B: F, V, F, V.
Opção C: F, F, V, V.
Opção D: V, F, V, F.
Opção E: F, V, V, V.

Equações diferenciais são uma das principais ferramentas utilizadas para a modelagem matemática de problemas físicos e situações reais. Uma equação diferencial parcial é um tipo de equação composta pelas derivadas parciais de funções a se determinar. No caso específico da eletrostática, bons exemplos de equações diferenciais parciais são as equações de Poisson e de Laplace. Essas são compostas por derivadas parciais dos potenciais elétricos.
A partir dessas informações e do conteúdo estudado sobre condições de contorno, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) Existem dois tipos de condições de contorno na eletrostática para problemas modelados a partir das equações de Poisson e de Laplace.
II. ( ) A condição de Dirichlet é condição de contorno definida pela especificação do potencial elétrico sobre alguns tipos de superfície.
III. ( ) A condição de Neumann é o tipo de condição de contorno definida através da componente normal do campo elétrico em relação à superfície.
IV. ( ) A condições de Cauchy é o tipo de condição de contorno dada em termos do campo elétrico em algumas superfícies.
Opção A: F, V, V, F.
Opção B: V, V, V, F.
Opção C: F, V, V, V.
Opção D: V, F, V, F.
Opção E: F, V, F, V.

A eletrostática é a área do eletromagnetismo que estuda corpos eletrizados em que as cargas não sofrem variações no decorrer do tempo. Um dos focos da eletrostática é a determinação das forças de interação entre os corpos eletrizados e os campos elétricos gerados por esses corpos. Esse estudo é realizado em materiais condutores e também em materiais dielétricos.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre vetor deslocamento elétrico, ordene as etapas a seguir de acordo com a sequência em que ocorrem no processo de cálculo do vetor deslocamento elétrico de uma distribuição contínua de cargas:
( ) Determinar se o sistema físico apresenta algum tipo de simetria.
( ) Calcular o fluxo do vetor deslocamento elétrico.
( ) Escolher as coordenadas que melhor descrevem o problema de acordo com a simetria apresentada.
( ) Criar uma superfície gaussiana.
Opção A: 2, 3, 4, 1.
Opção B: 1, 4, 3, 2.
Opção C: 4, 1, 3, 2.
Opção D: 3, 2, 4, 1.
Opção E: 1, 4, 2, 3.

Em termos de Eletricidade, os meios materiais podem ser classificados de duas maneiras, sendo elas os condutores elétricos e os isolantes elétricos, também denominados dielétricos. Condutores são materiais nos quais as cargas elétricas se movimentam com grande facilidade; já os materiais dielétricos são materiais que apresentam dificuldades para que cargas elétricas se movimentem.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre condutores elétricos, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. O campo elétrico no interior de um condutor é sempre nulo, ou seja, ? = 0.
II. Caso o campo elétrico no interior de um condutor não fosse nulo, as cargas constituintes do material condutor iriam se movimentar devido à presença do campo elétrico.
Opção A: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I.
Opção B: A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Opção C: A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Opção D: As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
Opção E: As asserções I e II são proposições falsas.

Na natureza, em relação a eletrostática e sob boa aproximação, existem dois tipos diferentes materiais. Esses materiais fornecem respostas diferentes quando submetidos a campos elétricos e são denominados, respectivamente, por condutores elétricos e isolantes elétricos.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre materiais isolantes elétricos, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas.
I. Os materiais isolantes elétricos também são conhecidos como dielétricos. Esse termo é utilizado devido a esse tipo de material apresentar, em seu interior, uma dificuldade para a movimentação das cargas elétricas.
II. Em materiais isolantes as cargas estão livres nos átomos.
Opção A: A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
Opção B: As asserções I e II são proposições falsas.
Opção C: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta de I.
Opção D: A asserção I é uma proposição verdadeira, e a II é uma proposição falsa.
Opção E: As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.

O campo elétrico é uma grandeza vetorial e, por isso, apresenta módulo, direção e sentido. Quando submetidos a campos elétricos externos, alguns materiais sofrem um efeito denominado polarização. A polarização gera um acúmulo de cargas no interior do material e, nesses casos, o campo elétrico é substituído por um outro campo denominado vetor deslocamento elétrico.
Considerando essas informações e o conteúdo estudado sobre campos elétricos em materiais dielétricos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) verdadeira(s) e F para a(s) falsa(s).
I. ( ) O vetor deslocamento elétrico em dielétricos lineares depende de uma quantidade denominada suscetibilidade elétrica, que refere-se ao tipo de material e também às condições às quais ele está submetido.
II. ( ) Em materiais dielétricos lineares, o vetor deslocamento elétrico assume a mesma orientação do vetor campo elétrico externo.
III. ( ) A lei de Gauss é ineficaz em situações em que os materiais são do tipo dielétricos.
IV. ( ) O vetor deslocamento elétrico é um campo que desconsidera a polarização das cargas constituintes de um material dielétrico.
Opção A: V, F, V, F.
Opção B: V, V, F, F.
Opção C: F, V, F, V.
Opção D: F, V, V, F.
Opção E: F, V, V, V.

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