Física II – Computação

Física IV –FFI0108
1a LISTA DE Exercícios
Prof. Paulo Miranda e Roberto Faria
1) Um capacitor de placas planas e paralelas, com vácuo entre as placas, está sendo carregado. As
placas são circulares com raio r. Num dado instante, o módulo do campo elétrico é E. Pede-se:
a) Exprima, em termos de E o módulo e a direção de campo elétrico nas três partes de uma
superfície fechada com forma de um cilindro circular na região entre as placas, sendo a base
do cilindro paralela às placas, e com raio ligeiramente menor que o das placas, e
comprimento ligeiramente menor que a distância entre as placas. (Despreze efeitos de
bordas);
b) Determine o módulo e a direção do campo magnético nas três partes do cilindro em termos
de E;
c) Determine o vetor de Poynting nessas três partes;
d) Calcule a taxa com a qual a energia atravessa a superfície fechada formada pela superfície
do cilindro;
e) Mostre que o valor obtido em d) é igual à variação da energia contida no campo elétrico do
volume envolvido pela superfície.
2) A constante solar (a intensidade da radiação solar que atinge a atmosfera terrestre) vale
aproximadamente 0,14 W/cm2. Pede-se:
a) Os valores das amplitudes Eo e Bo da onda de luz incidente, assumindo que ela é uma onda
plana monocromática (uma única freqüência);
b) Sabendo que o raio do Sol é de 6,9108 m e que a distância média Terra – Sol é de
aproximadamente 1,51011 m, qual a intensidade da radiação na superfície do Sol (supondo a
emissão isotrópica e desprezando as perdas);
c) Qual o valor da pressão de radiação na superfície solar? Expresse seu resultado em atm (1
atm = 1,013105 N/m2);
d) Quais os valores das amplitudes Eo e Bo da radiação na superfície solar? Compare Eo com o
campo elétrico EH experimentado por um elétron em um átomo de hidrogênio, a uma
distância ao = 0,53 Å do próton.
3) Um fio condutor retilíneo muito longo, de condutividade  e raio a, transporta uma corrente
constante I uniformemente distribuída na seção transversal do fio. Tome o eixo z como sendo o
eixo do fio, no sentido da corrente I. Pede-se:
a) Calcular o campo magnético
 B no interior do fio;
b) Calcular o campo elétrico E no interior
do fio;

c) Determine o vetor de Poynting
S na superfície do fio;

d) Mostrar que o fluxo de S através da superfície de um pedaço do fio de comprimento  é igual
à potência elétrica dissipada no pedaço de fio. Note que esta potência flui de fora do fio para
seu interior!
Exercícios 3 e 5 do Capítulo 12 do Livro do Moysés.
Respostas:
2) (a) Eo = 1,02103 V/m
(b) 6,6103 W/cm2
(c) 2,1710-6 atm
(d) Eo = 2,23105 V/m
Bo = 3,410-6 T
  I
3) (a) B  o 2 r 
2a

(b) E 
Bo = 7,4310-4 T
I
z
a 2
EH = 5,131011 V/m

(c) S  
I2
2 2 a 3
r