Puc, Física 4, P1 2016.2, 1
O teorema de Poynting é representado pela equação
a qual descreve o que ocorre com um campo eletromagnético em um volume V do espaço, limitado por uma superfície fechada S de área A, sendo ambos (V e S) regiões simplesmente conexas. O símbolo UEM designa a energia do campo eletromagnético no volume V. O vetor de Poynting é S e o vetor J designa a densidade de corrente elétrica em um ponto no interior do volume V.
(a ) Dê o significado convencional dos termos da equação acima.
Passo 1
Nessa questão o único objetivo é determinar o significado físico de cada termo da fórmula, dessa forma, vamos definir os seus significados e já ir para a próxima questão
Passo 2
Esse termo podemos deduzir pela própria definição de derivada, pensa no seguinte, a derivada não é uma taxa de variação? Temporal na maioria das vezes? Então o termo só pode representar uma taxa que nesse caso é uma taxa temporal de variação da Energia, nesse caso consideramos essa taxa de variação ocorrendo em um volume V determinado. E pensa comigo, qual a unidade de variação de energia por tempo?
Não é Joules/tempo?
Isso representa uma potência, que tem como unidade de Watts, que é exatamente a unidade desse termo.
Passo 3
o nosso termo
Representa o fluxo de potência eletromagnética (energia dividido por tempo), e nesse caso é negativo pois consideramos o fluxo como entrando na nossa superfície, em que nesse caso o nosso vetor que atravessa a nossa superfície S limitada por um volume V. No nosso caso é interpretado como o responsável pelo transporte de energia eletromagnética através da superfície que engloba o volume V. sua unidade é Watt/m²
E por fim teremos que
É interpretado como o trabalho total exercido pelas forças dos campos sobre as cargas em movimento, pois aqui é valido lembrar que é o nosso vetor densidade de correte e é o nosso campo elétrico.
Resposta
(variação na energia eletromagnética no tempo)
(fluxo de potência eletromagnética)
(trabalho total exercido pelas forças dos campos sobre as cargas em movimento)
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