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quinta-feira, 8 de dezembro de 2016

ATIVIDADES DE LEI DE GAUSS, POTENCIAL ELÉTRICO E CAPACITORES DA DISCIPLINA DE INSTRUMENTAÇÃO III DO CURSO DE LICENCIATURA EM FÍSICA DE CUITÉ, 2016.2

Na disciplina de Física experimental III, os conteúdos são os mesmos, a diferença é que no laboratório didático da UFCG os estudantes utilizam kits mais sofisticados adquiridos pela coordenação do curso de Física do Centro de Educação e Saúde (CES) da UFCG, campus Cuité, em parceria com o MEC. No laboratório, os estudantes ao realizar as experiências tem a ajuda de um técnico e o professor da disciplina. 
O professor  Rafael disponibiliza  neste blog ciências e educação, as atividades propostas em sala de aula, refrentes aos conceitos de Lei de Gaus, trabalho eletrostático, potencial elétrico e capacitância do capacitor, nesta sexta-feira, 8 de dezembro.

Os estudantes da disciplina de Instrumentação III, UFCG-Cuité, período letivo 2016.2, estão preparando material didático e Kits construído por eles com a ajuda do professor Rafael Rodrigues. 

Aprenda colocar uma figura usando o Latex

Para adicionar uma figura devemos usar o seguinte comando macro do Latex
\usepackage{epsfig}

Em seguida escolher a figura e colocar onde você quer que apareça. Por exemplo, na LIsta 3, no final desta postagem, coloquei na questão 10:

\begin{figure}[h]
\centering \epsfig{file=Fig1Cap.eps,width=8cm,height=6cm,angle=-360}
\end{figure}

O arquivo com a figura Fig1Cap.eps, deve está na mesma pasta do arquivo com o texto da lista 3.

\documentclass[preprint,aps]{revtex4}
\usepackage{epsfig}
\begin{document}

\noindent{\bf INSTRUMENTA\c{C}\~AO III - LISTA IV}

\noindent{CURSO DE LICENCIATURA EM F\'ISICA-UAE-CES-UFCG}

\noindent{Prof. Rafael de Lima Rodrigues. PER\'IODO 2016.2.}

\noindent{\bf Aluno(a):\hrulefill Data: 01-12-2016.}


\vspace{1.0cm}

\centerline{POTENCIAL EL\'ETRICO E CAPACITORES}


\vspace{0.5cm}

\noindent 1) Escrever a rela\c{c}\~ao (equa\c{c}\~ao) entre os vetores deslocamento
el\'etrico ($\vec D=k\vec E$, onde $k=1+\chi\epsilon_0>1$ meio diel\'etrico e $k=1$
meio n\~ao diel\'etrico), vetor campo el\'etrico ($\vec E$) e o
vetor de polariza\c{c}\~ao el\'etrica ($\vec P=\chi\epsilon_0\vec
E$,) onde $\chi$ \'e uma constante num\'erica carcter\'\i stica do
material, chamada de susceptibilidade diel\'etrica. Quando ocorre os
efeitos n\~ao lineares a suscepitibilidade depende de termos $E^2,
E^3$, etc. No caso linear ela depende somente da intensidade do campo el\'etrico
$E$. Lembre-se que $\epsilon_0$ \'e constante de permissividade el\'eterica no v\'acuo.

\vspace{0.5cm}

 \noindent 2) a) Definir o potencial elétrico. Pode-se produzir uma carga de $10^{-8}C,$ simplesmente
 por atrito. A que potencial essa carga elevaria uma esfera com raio
 de 10$cm?$

\vspace{0.5cm}

\noindent 3) Propor uma experi\^encia para medir a ddp. Como voc\^e
acoplaria o volt\'\i metro no circuito para medir a voltagem?

\vspace{0.5cm}

\noindent 4) Dizer o que \'e e para que serve um capacitor. Como voc\^e faria uma experi\^encia utilizando capacitores?


\vspace{0.5cm}

 \noindent 5) a) Se 80 joules de trabalho s\~ao requeridos
para mover um corpo com carga de 0,20 $C$ de um ponto a outro; qual
a diferen\c{c}a de potencial entre estes pontos?

\vspace{0.5cm}

 \noindent b) Qual o trabalho requerido para
transferir um corpo com carga el\'etrica de $8,0C,$ contra uma diferen\c{c}a de
potencial de $100V.$


\vspace{0.5cm}

 As quest\~oes de 6 a 9 se referem \`a seguinte
situa\c{c}\~ao: uma esfera met\'alica de raio r=0,50m \'e carregada
com um potencial de 40$V.$

\noindent 6) Calcule a carga da esfera.


\vspace{0.5cm}

\noindent 7) Calcule os campos el\'etricos em dois pontos situados a
0,10m e 3,0m do centro da esfera.


\vspace{0.5cm}

\noindent 8) Se a esfera \'e colocada em contato com outra esfera
id\^entica inicialmente neutra, e depois afastada de uma dist\^ancia
muito grande, a) quanto vale o potencial da primeira esfera?

 \noindent b) Duas esferas condutoras A e B de raios
$6R$ e $2R,$ s\~ao carregadas com cargas positivas $4q$ e $q,$
respectivamente interligando-as com um fio condutor, o que acontece?

\vspace{0.5cm}

 \noindent 9.a) Numa esfera
carregada, situada no v\'acuo e distante de outros corpos: i) as
cargas est\~ao concentradas no centro da esfera; ii) o campo
el\'etrico \'e nulo no interior da esfera; iii) o potencial \'e
maior na superf\'\i cie do que no centro da esfera; iv) o campo
el\'etrico \'e nulo no espa\c{c}o em torno da esfera; e) nenhuma das
condi\c{c}\~oes alistadas acima \'e satisfat\'oria.

\noindent b) Uma part\'\i cula com carga el\'etrica repele 
um p\^endulo el\'etrico a
$5cm$ de dist\^ancia enquanto que outra part\'\i cula com carga de mesmo sinal, para provocar a mesma repuls\~ao, deve estar a 20cm de dist\^ancia.
A segunda carga \'e: i) dupla da primeira; ii) tripla da primeira; iii qu\'adupla
da primeira; qu\'\i ndupla da primeira; v) nenhuma das respostas.
 \vspace{0.5cm}

 \noindent 10) Determine a capacit\^ancia equivalente da
associa\c{c}\~ao de tr\^es capacitores. Considere que os capacitores com
capacit\^ancia $C_1$ e $C_2$
est\~ao ligado em paralelo, sob a mesma
diferen\c{c}a de potencial  $V_{bc}.$  Esta associa\c{c}\~ao mista
est\'a ligada em s\'erie com outro capacitor de capacit\^ancia
$C_o.$ Calcule a carga $q_0$ no circuito abaixo representado
sabendo que $C_0= 0,30\mu F, C_1= 1,0\mu F, C_2= 0,25\mu F$ e
a ddp total \'e dada por $V_{ab}= 10V.$

\begin{figure}[h]
\centering \epsfig{file=Fig1Cap.eps,width=8cm,height=6cm,angle=-360}
\end{figure}

\end{document}








LEI DE GAUSS
\documentclass[preprint,aps]{revtex4}
\usepackage{epsfig}
\begin{document}

\noindent{\bf INSTRUMENTA\c{C}\~AO III - LISTA IV}

\noindent{CURSO DE LICENCIATURA EM F\'ISICA-UAE-CES-UFCG}

\noindent{Prof. Rafael de Lima Rodrigues. PER\'IODO 2016.2.}

\noindent{\bf Aluno(a):\hrulefill Data: 01-12-2016.}


\vspace{1.0cm}

\centerline{POTENCIAL EL\'ETRICO E CAPACITORES}


\vspace{0.5cm}

\noindent 1) Escrever a rela\c{c}\~ao (equa\c{c}\~ao) entre os vetores deslocamento
el\'etrico ($\vec D=k\vec E$, onde $k=1+\chi\epsilon_0>1$ meio diel\'etrico e $k=1$
meio n\~ao diel\'etrico), vetor campo el\'etrico ($\vec E$) e o
vetor de polariza\c{c}\~ao el\'etrica ($\vec P=\chi\epsilon_0\vec
E$,) onde $\chi$ \'e uma constante num\'erica carcter\'\i stica do
material, chamada de susceptibilidade diel\'etrica. Quando ocorre os
efeitos n\~ao lineares a suscepitibilidade depende de termos $E^2,
E^3$, etc. No caso linear ela depende somente da intensidade do campo el\'etrico
$E$. 

\vspace{0.5cm}

 \noindent 2) Pode-se produzir uma carga de $10^{-8}C,$ simplesmente
 por atrito. A que potencial essa carga elevaria uma esfera com raio
 de 10$cm?$

\vspace{0.5cm}

\noindent 3) Propor uma experi\^encia para medir a ddp. Como voc\^e
acoplaria o volt\'\i metro no circuito para medir a voltagem?

\vspace{0.5cm}

\noindent 4) Dizer o que \'e e para que serve um capacitor. Como voc\^e faria uma experi\^encia utilizando capacitores?

\vspace{0.5cm}

 \noindent 5) a) Se 80 joules de trabalho s\~ao requeridos
para mover um corpo com carga de 0,20 $C$ de um ponto a outro; qual
a diferen\c{c}a de potencial entre estes pontos?

\vspace{0.5cm}

 \noindent b) Qual o trabalho requerido para
transferir um corpo com carga el\'etrica de $8,0C,$ contra uma diferen\c{c}a de
potencial de $100V.$


\vspace{0.5cm}

 As quest\~oes de 7 a 9 se referem \`a seguinte
situa\c{c}\~ao: uma esfera met\'alica de raio r=0,50m \'e carregada
com um potencial de 40$V.$

\noindent 6) Calcule a carga da esfera.


\vspace{0.5cm}

\noindent 7) Calcule os campos el\'etricos em dois pontos situados a
0,10m e 3,0m do centro da esfera.


\vspace{0.5cm}

\noindent 8) Se a esfera \'e colocada em contato com outra esfera
id\^entica inicialmente neutra, e depois afastada de uma dist\^ancia
muito grande, a) quanto vale o potencial da primeira esfera?

 \noindent b) Duas esferas condutoras A e B de raios
$6R$ e $2R,$ s\~ao carregadas com cargas positivas $4q$ e $q,$
respectivamente interligando-as com um fio condutor, o que acontece?

\vspace{0.5cm}

 \noindent 9.a) Numa esfera
carregada, situada no v\'acuo e distante de outros corpos: i) as
cargas est\~ao concentradas no centro da esfera; ii) o campo
el\'etrico \'e nulo no interior da esfera; iii) o potencial \'e
maior na superf\'\i cie do que no centro da esfera; iv) o campo
el\'etrico \'e nulo no espa\c{c}o em torno da esfera; e) nenhuma das
condi\c{c}\~oes alistadas acima \'e satisfat\'oria.

\noindent b) Uma part\'\i cula com carga el\'etrica repele 
um p\^endulo el\'etrico a
$5cm$ de dist\^ancia enquanto que outra part\'\i cula com carga de mesmo sinal, para provocar a mesma repuls\~ao, deve estar a 20cm de dist\^ancia.
A segunda carga \'e: i) dupla da primeira; ii) tripla da primeira; iii qu\'adupla
da primeira; qu\'\i ndupla da primeira; v) nenhuma das respostas.

 \vspace{0.5cm}

 \noindent 10) Determine a capacit\^ancia equivalente da
associa\c{c}\~ao de tr\^es capacitores. Considere que os capacitores com
capacit\^ancia $C_1$ e $C_2$
est\~ao ligado em paralelo, sob a mesma
diferen\c{c}a de potencial  $V_{bc}.$  Esta associa\c{c}\~ao mista
est\'a ligada em s\'erie com outro capacitor de capacit\^ancia
$C_o.$ Calcule a carga $q_0$ no circuito abaixo representado
sabendo que $C_0= 0,30\mu F, C_1= 1,0\mu F, C_2= 0,25\mu F$ e
a ddp total \'e dada por $V_{ab}= 10V.$

\begin{figure}[h]
\centering \epsfig{file=Fig1Cap.eps,width=8cm,height=6cm,angle=-360}
\end{figure}


\end{document}



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