Física 3 P2 Resumo e Exercícios - .Resumo Parte 2 Cálculo do campo magnético Já vimos os efeitos

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  • Fsica 3 Resumo e Exerccios P2

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    Resumo Terico Parte 1 Corrente Eltrica Definio:

    =

    Conveno: Sentido das cargas positivas Corrente Mdia:

    =

    = . . Onde:

    n: densidade de partculas portadoras de carga v: velocidade (de arraste) das partculas A: rea por onde passa corrente

    Vetor Densidade de Corrente Seu mdulo dado por:

    =

    Sentido e direo: os mesmos do campo eltrico Lei de Ohm:

    = Onde a condutividade do material. A Lei de Ohm d origem duas outras expresses muito utilizadas:

    = 1 = . (2)

    Onde a resistividade do material, dada por: 1/ (inverso da condutividade) Resistncia Clculo de Resistncias:

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    Corpos de rea constante - Basta aplicar a frmula (1) Corpos com algumas reas diferentes Dividir o corpo em partes de rea

    constante e aplicar a frmula (1) para cada uma delas. Corpos com infinitas reas distintas - Integrar a expresso (1) Exemplo: Resistor

    cilndrico com corrente radial

    **Detalhe: o termo rea utilizado acima refere-se rea atravessada pela corrente

    Efeitos de um campo magntico

    I. Efeito sobre uma carga puntiforme Suponha uma carga q com velocidade na presena de um campo magntico . A carga sofrer a ao de uma fora dada por:

    < = ATENO: - A fora magntica s age em condutores EM MOVIMENTO

    - A fora magntica no realiza trabalho: Como encontrar a direo dos vetores? Regra da mo direita!

    II. Efeito sobre uma corrente Suponha um fio condutor, por onde esteja passando corrente I, e que esteja sujeito a um campo magntico . A fora magntica no fio dada por:

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    < =

    Observao:

    Se for uniforme, a expresso da fora magntica no condutor se reduz : < =

    Onde vetor em linha reta entre as extremidades do fio e cujo sentido o mesmo da corrente. III) Efeito sobre uma espira Considere uma espira (fio fechado) por onde passa uma corrente I, e que esteja

    sujeita a um campo magntico uniforme.

    Se o fio fechado (definio de espira) -> = 0 -> < = 0 Deste modo, no h movimento de translao para a espira! Mas, pode haver ROTAO! O torque gerado sobre a espira dado por:

    = Onde o vetor perpendicular rea da espira. Como achar o sentido de A? Regra do Saca Rolha

    Definio importante:

    - Momento de dipolo magntico da espira: =

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    - Utilizando a expresso acima, o torque se reduz : = OBS: Dipolo Magntico outra forma de dizer Espira

    Exerccios Parte 1 1. (P2 2016 Questo 1)

    Uma casca cilndrica feita de um material condutor de condutividade uniforme. As dimenses do cilindro esto indicadas na figura, onde L>>b>a. As superfcies interna e externa da casca com raios r=a e r=b, onde r a distncia da casca cilndrica, so duas equipotenciais mantidas a uma ddp igual a V por uma bateria, conforme a figura.

    a. Devido simetria, a densidade de corrente dada por = .Calcule J(r) como funo de J(a), suposta conhecida.

    b. Calcule no interior da casca (a

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    a. Calcule em funo da corrente I o vetor densidade de corrente no meio resistivo a uma distncia r do centro dos eletrodos (a

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    4. (P2 2011 Questo 2) Uma partcula carregada com Q >0 e massa M acelerada paralelamente ao eixo x, no sentido de x crescente, a partir do repouso, por uma diferena de potencial F.

    a. Determine o vetor velocidade final da partcula aps a acelerao pela diferena de potencial F. b. A partcula carregada adentra a seguir numa regio de campo magntico uniforme = F. Determine o vetor fora magntica que atua sobre a partcula em funo de F, , F. c. Faa um esquema do movimento dessa partcula na regio de campo . Calcule o raio da trajetria na regio com campo magntico e o tempo gasto nesta regio.

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    Gabarito Parte 1 1)

    a. () = J K KL

    b. = J K KLML

    c. = NOPQM