Este documento descreve uma atividade avaliativa sobre a Lei de Gauss em condutores e dielétricos. Os estudantes devem responder 7 questões calculando o campo elétrico gerado por uma distribuição esférica de cargas em material isolante e condutor. Devem explicitar todos os cálculos e serão avaliados no acerto das respostas, desenvolvimento dos cálculos e interpretação dos resultados.
Entrega da Avaliação - Trabalho da Disciplina [AVA 2] Saúde Coletiva Alice.pdf
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1. Entrega da Atividade 1 [AVA 1]
Vencimento 9 jun por 23:59 Pontos 100
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Disponível 15 mai em 0:00 - 9 jun em 23:59
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Atividade 1
Lei de Gauss em condutores e
dielétricos
O objetivo deste trabalho é levá-lo a refletir sobre alguns dos
conceitos e das leis físicas apresentados nas Unidades 1 e 2. O
eletromagnetismo é um dos pilares na formação do engenheiro
eletricista; portanto, é fundamental que o formalismo e as ideias
aqui apresentados sejam absorvidos com clareza, o que só é
possível com leitura e prática.
A Lei de Gauss relaciona o fluxo de campo elétrico através de uma
superfície com a distribuição de carga responsável pela geração
do campo e é uma das equações fundamentais da eletrodinâmica
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2. clássica. Ao contrário da Lei de Coulomb, válida apenas para
distribuições estáticas de carga, a Lei de Gauss é sempre válida e
pode ser extremamente útil na determinação do campo elétrico
gerado por distribuições com alto grau de simetria, seja o material
condutor, seja isolante. Considere, então, a seguinte distribuição
esférica de cargas:
em que é a densidade volumétrica de cargas, é o raio da
esfera, r é a coordenada radial e é uma constante. Sabendo
que a esfera maciça é feita de material isolante e que a Lei de
Gauss, na sua forma integral, pode ser generalizada como:
em que é a densidade de fluxo elétrico, responda às questões
a seguir. (Observação: a expressão generalizada da Lei de Gauss
pode ser manipulada da mesma forma que a expressão
envolvendo o campo .)
1. Determine a expressão para a carga da esfera a partir de .
2. Utilizando a Lei de Gauss, determine o campo para pontos
fora da esfera (especificando sua orientação, inclusive).
3. Utilizando a Lei de Gauss, determine o campo para pontos
dentro da esfera (especificando sua orientação, inclusive).
4. Determine o campo na superfície da esfera.
3. 5. Esboce o gráfico de versus r.
6. Considere, agora, que a esfera maciça é feita de material
condutor, para o qual podemos adotar e que a carga
livre nela contida é a mesma encontrada no item 1. O que
muda nas respostas dos itens 2 e 3?
7. Qual a expressão para o campo dentro e fora da esfera
condutora? Incluir orientação.
Procedimentos para elaboração:
1. Primeiramente, identifique qual o tipo de simetria do problema.
Utilizar o sistema de coordenadas mais apropriado facilita
muito a solução.
2. Organize seus cálculos. A organização está diretamente ligada
ao raciocínio desenvolvido e facilita a solução e também a
correção.
3. Explicite todos os cálculos realizados e identifique suas
respostas com clareza.
Referências:
HAYT JR., W. H.; BUCK, J. A. Eletromagnetismo. 8. ed. São
Paulo: McGraw Hill, 2013. ISBN: 9788580551549.
NOTAROS, B. M. Eletromagnetismo. São Paulo: Pearson, 2011.
ISBN: 978-8564574267.
4. Critérios - Exatas (1)
Orientações Gerais para a realização da atividade:
A pontuação máxima desta atividade avaliativa é de 100 pontos (100%);
Seu desempenho nesta avaliação compõe a nota final das Avaliações
Online (A1);
O Trabalho que não for postado/enviado até o prazo terá nota zero, assim
como aqueles que forem apenas salvos e não enviados para correção na
data estipulada no calendário da disciplina;
O Trabalho deverá ser postado somente no local específico para essa ação
no Ambiente Virtual de Aprendizagem.
5. Total de pontos: 100
Critérios Avaliações Pts
60 pts
30 pts
10 pts
Acerto
Acerto das questões propostas.
60 pts
Pontos
máximos
0 pts
Nenhum
ponto
Cálculo
Registro dos cálculos efetuados –
apresentação do desenvolvimento
das questões e não somente os
resultados.
30 pts
Pontos
máximos
0 pts
Nenhum
ponto
Interpretação
Capacidade de interpretação e
análise dos resultados.
10 pts
Pontos
máximos
0 pts
Nenhum
ponto