1. Lista de Exerccios de Fsica IV Prof. Gerson Pech Equaes de Maxwell e Ondas Eletromagnticas Propagao, energia, presso e polarizao

1. Quais so as equaes de Maxwell na forma diferencial e o qual o significado fsico de

cada uma delas?

2. Considere que um capacitor de placas plano-paralelas, de rea circular de raio igual a

4,00 cm e com ar entre as placas, esteja carregado. Se em um dado instante de tempo a

corrente de conduo nos fios igual a 0,280 A,

(a) Qual o valor da corrente de deslocamento?

(b) Qual a densidade de corrente de deslocamento no espao, entre as placas,

preenchido pelo ar?

(c) Com que taxa o campo eltrico entre as placas est variando?

(d) Qual o campo magntico induzido entre as placas em um ponto a uma distncia de

2,00 cm do eixo? E a uma distncia de 1,00cm do eixo?

3. Qual a intensidade mdia de uma onda eletromagntica plana se o valor de 1,0 x

10-4 T?

4. Uma onda eletromagntica plana que se propaga no vcuo tem componentes:

= = 0 e = 2,0

cos (1015 ( /))

a) Qual a amplitude do campo magntico associado onda?

b) O campo magntico oscila paralelamente a que eixo?

c) No instante em que o campo eltrico aponta no sentido positivo do eixo z, em que

direo e sentido aponta o campo magntico neste mesmo ponto?

5. Um avio que se encontra a uma distncia de 10 km de um transmissor de rdio recebe

um sinal com intensidade de 10 W/m2.

a) Determine a amplitude do campo eltrico e do campo magntico associado ao sinal.

b) Se o transmissor irradia uniformemente ao longo de um hemisfrio, qual a potncia

da transmisso?

6. Qual a presso da radiao a 1,5m de distncia de uma lmpada de 500W? Suponha que

a superfcie sobre a qual a presso exercida esteja voltada para a lmpada e que ela seja

perfeitamente absorvente. Suponha tambm que a lmpada seja isotpica.

7. Uma espaonave poderia deslocar-se no sistema solar usando apenas a presso da

radiao do sol em uma grande vela feita de alumnio. Qual deve ser o tamanho da vela

para que a fora exercida pela radiao seja igual em mdulo fora de atrao

gravitacional do Sol? Suponha que a massa da espaonave, incluindo a vela, seja de

1.500 kg e que a vela seja perfeitamente refletora e que esteja orientada

perpendicularmente aos raios do sol. Os dados astronmicos necessrios so dados:

Massa do sol, Constante gravitacional e potncia da radiao solar.

8. Na figura abaixo o feixe de um laser com 4,6 W e D = 2,6 mm de dimetro apontado para

cima, perpendicularmente a uma das faces circulares (com menos que 2,6 mm de dimetro)

de um cilindro perfeitamente refletor, que mantido suspenso pela presso da radiao do

laser. A massa especfica do cilindro 1,2 g/cm3. Qual a altura H do cilindro?

9. Um feixe luminoso com uma intensidade de 43 W/m2 e polarizao paralela ao eixo y

atravessa um sistema composto por dois filtros polarizadores cujas direes fazem

ngulos = 70 90 com o eixo y. Qual a intensidade da luz transmitida pelo

sistema?

10. Um feixe de luz no polarizada com uma intensidade mdia de 10 mW/m2 atravessa um

filtro polarizador. Determine a amplitude do campo eltrico da luz transmitida.

11. Um feixe de luz polarizada passa por um conjunto de dois filtros polarizadores. Em

relao direo de polarizao da luz incidente, as direes de polarizao do filtro

so para o primeiro filtro e 90o para o segundo. Se 10% da intensidade incidente so

transmitidos pelo conjunto, quanto vale ?

12. Um feixe luminoso est passando (atravessando perpendicularmente) por um polarizador

cuja direo de polarizao paralela ao eixo y. Suponha que o filtro seja girado de 40o

no sentido horrio mantendo paralelo ao plano inicial. Com a rotao, a porcentagem da

luz que atravessa o filtro aumenta, diminui ou permanece constante:

a) Se a luz incidente for no polarizada;

b) Se a luz incidente for polarizada paralelamente ao eixo x;

c) Se a luz incidente for polarizada paralelamente ao eixo y;

H

D