F´isica 3 prova de recupera¸c˜ao

Universidade Federal de Santa Catarina - CFM - Departamento de F´ısica
FSC5163 (F´ısica 3) - T0441A - Prova de Recupera¸c˜ao - 17/07/07
Profa Tatiana da Silva
Nome:
Quest˜ao 1: [1 ponto]
Uma onda senoidal que se propaga na dire¸c˜ao x, no sentido positivo, tem uma amplitude de 15 cm, um comprimento de onda igual a 40 cm, e frequˆencia de 8 Hz. O deslocamento vertical do meio em t = 0s e x = 0cm ´e tamb´em igual a 15 cm.
(a) Encontre o n´umero de onda k, o per´ıodo T, a frequˆencia angular w, e a velocidade v da onda.
(b) Determine a constante de fase φ.
(c) Escreva uma fun¸c˜ao de onda que descreva essa onda.
Quest˜ao 2: [2 pontos]
Considere que o campo el´etrico de uma onda que se propaga no v´acuo, dependente da coordenada x e do tempo t, seja dado pela seguinte express˜ao:
E~(x, t) = E0cos(kx + wt − δ)ˆy onde E0, k, w e δ s˜ao constantes. Considere µ0 e 0 conhecidos. Responda:
(a) Quais s˜ao as dire¸c˜oes e sentidos dos vetores B~ e o vetor de onda ~k?
(b) Escreva uma express˜ao para o campo magn´etico B~(x, t) associado a essa onda, sabendo que este depende de x e t, e das constantes do enunciado acima.
(c) Escreva a densidade de energia eletromagn´etica (u) em fun¸c˜ao x e t, e das constantes do enunciado acima.
Quest˜ao 3: [2 pontos]
A part´ıcula π
+ tem um tempo m´edio de vida medido no seu referencial de 2,5×10−8
s.
Em rela¸c˜ao ao referencial terrestre sua velocidade ´e da ordem de 0,73c. (a) Calcule o tempo de vida no referencial terrestre; (b) Qual a distˆancia percorrida pelo π
+ no referencial terrestre antes de se desintegrar? (c) Qual a distˆancia percorrida pelo π
+
no referencial terrestre, sem os efeitos da dilata¸c˜ao temporal?
Quest˜ao 4: [1 ponto]
Uma amostra de g´as ´e levada atrav´es do ciclo abca mostrado no diagrama p − V da figura ao lado. O trabalho l´ıquido realizado ´e
+1,2 J. Ao longo da trajet´oria ab, a varia¸c˜ao na energia interna ´e
+3 J e o m´odulo do trabalho realizado ´e 5 J. Ao longo da