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Questões de física

Tópicos de Magnetismo

(Fuvest-1994) Uma partícula de carga q >0 e massa m, com velocidade de módulo v e dirigida ao longo do eixo x no sentido positivo (veja figura adiante), penetra, através de um orifício, em O, de coordenadas (0,0), numa caixa onde há um campo magnético uniforme de módulo B, perpendicular ao plano do papel e dirigido "para dentro" da folha.
Sua trajetória é alterada pelo campo, e a partícula sai da caixa passando por outro orifício, P, de coordenadas (a,a), com velocidade paralela ao eixo y. Percorre, depois de sair da caixa, o trecho PQ, paralelo ao eixo y, livre de qualquer força. Em Q sofre uma colisão elástica, na qual sua velocidade é simplesmente invertida, e volta pelo mesmo caminho, entrando de novo na caixa, pelo orifício P. A ação da gravidade nesse problema é desprezível.

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a) Localize, dando suas coordenadas, o ponto onde a partícula, após sua segunda entrada na caixa, atinge pela primeira vez uma parede.
b) Determine o valor de v em função de B, a e q/m.



resposta:a) x = 2a; y = 0
b) V = q/m.a.B



(Unicamp-1994) Uma espira quadrada de lado a = 0,20 m e resistência R = 2,0 ² atravessa com velocidade constante v = 10 m/s uma região quadrada de lado b = 0,50 m, onde existe um campo magnético constante de intensidade B = 0,30 tesla. O campo penetra perpendicularmente no plano do papel e a espira se move no sentido de x positivo, conforme indica na figura adiante.
Considerando o sentido horário da corrente elétrica como positivo, faça um gráfico da corrente na espira em função da posição de seu centro. Inclua valores numéricos e escala no seu gráfico.



resposta:Observe a figura a seguir:





(Fuvest-1995) Um circuito é formado por dois fios muitos longos, retilíneos e paralelos, ligados a um gerador de corrente contínua como mostra a figura a seguir. O circuito é percorrido por uma corrente constante I.

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Pode-se afirmar que a força de origem magnética que um trecho retilíneo exerce sobre o outro é:
a) nula.
b) atrativa e proporcional a l.
c) atrativa e proporcional a l².
d) repulsiva e proporcional a l.
e) repulsiva e proporcional a l².



resposta:[E]



(Ita-1995) Uma partícula com carga q e massa M move-se ao longo de uma reta com velocidade v constante numa região onde estão presentes um campo elétrico de 500 V/m e um campo de indução magnética de 0,10 T. Sabe-se que ambos os campos e a direção de movimento da partícula são mutuamente perpendiculares. A velocidade da partícula é:
a) 500 m/s
b) constante para quaisquer valores dos campos elétrico e magnético
c) (M/q) 5,0 x 10³ m/s
d) 5,0 x 10 m/s
e) Faltam dados para o cálculo

resposta:[D]



(Pucsp-1995) Um elétron com velocidade inicial v³, atravessa sucessivamente as regiões (I), (II) e (III) da figura adiante, terminando o trajeto com velocidade v>v³. Que tipo de campo é aplicado em cada região e com que direção e sentido?

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a) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está saindo perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico também se dirige para baixo.
b) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para cima; na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a esquerda do observador; na região III o vetor campo elétrico se dirige para baixo.
c) Na região I o vetor campo magnético se dirige para cima; na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a esquerda do observador; na região III o vetor campo magnético se dirige para baixo.
d) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está saindo perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico se dirige para cima.
e) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está entrando perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico está saindo perpendicularmente ao plano da figura.



resposta:[A]



(Unesp-1995) Uma partícula de pequena massa e eletricamente carregada, movimenta-se da esquerda para a direita com velocidade constante «, entra uma região que há um campo magnético uniforme. Devido à ação desse campo sobre a carga, a partícula descreve uma semicircunferência e retorna para a esquerda com velocidade «‚, paralela a «, com ¦«‚¦ = ¦«¦, como mostra a figura a seguir.

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a) Qual é a direção das linhas desse campo magnético?
b) Explique por que ¦«‚¦ = ¦«¦.



resposta:a) Perpendicular ao plano da folha.
b) A força magnética é a força resultante centrípeta, que não realiza trabalho.



(Fuvest-1995) A figura adiante mostra, num plano vertical, uma região de seção quadrada, de lado L, onde existe um campo elétrico de módulo E, vertical e apontando para baixo. Uma partícula de massa m e carga q, positiva, penetra no interior dessa região através do orifício O, com velocidade horizontal, de módulo V. Despreze os efeitos da gravidade.

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a) Qual o valor mínimo de V para que a partícula saia da região através da janela CD mostrada na figura?
b) Introduz-se na região considerada um campo magnético de módulo B (indução magnética) com direção perpendicular à folha de papel. Qual devem ser o módulo e o sentido do campo magnético B para que a partícula com velocidade V se mova em linha reta nesta região?



resposta:a) Ë(2qEL/m)
b) Sentido penetrando no papel módulo: B = E/V



(Pucsp-1995) Um elétron com velocidade inicial v³, atravessa sucessivamente as regiões (I), (II) e (III) da figura adiante, terminando o trajeto com velocidade v>v³. Seria possível um aumento da energia cinética do elétron usando somente um campo magnético constante com o tempo?

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a) Não, pois a força magnética causaria uma aceleração paralela à velocidade do elétron.
b) Não, pois a força magnética causaria uma aceleração perpendicular à velocidade do elétron.
c) Sim, pois seria gerada uma força magnética sobre o elétron.
d) Não, pois a força magnética geraria uma aceleração perpendicular à velocidade do elétron.
e) Sim, pois haveria uma força magnética agindo sobre o elétron.



resposta:[D]



(Unitau-1995) Um feixe de raios catódicos, que nada mais é que um feixe de elétrons, esta preso a um campo magnético girando numa circunferência de raio R = 2,0 cm. Se a intensidade do campo é de 4,5 × 10­³ T e que sua carga é 1,6 × 10­¢ª C, pode-se dizer que a velocidade dos elétrons, no feixe, vale:
a) 2,0 × 10³ m/s
b) 1,6 × 10(a quarta potencia) m/s
c) 1,6 × 10¦ m/s
d) 1,6 × 10§ m/s
e) 1,6 × 10¨ m/s

resposta:[E]



(Unitau-1995) Uma carga elétrica, lançada perpendicularmente a um campo magnético uniforme, efetua um M.C.U de período T. Se o lançamento fosse feito com velocidade duas vezes maior, o período seria:
a) T.
b) 2 T.
c) T².
d) ËT.
e) T/2.

resposta:[A]



(Unesp-1995) Considere os três fenômenos seguintes.

I) Um raio de luz passou de um meio transparente para outro, mudando a direção de sua trajetória.
II) Duas cargas elétricas pontuais em repouso interagem com uma força inversamente proporcional ao quadrado das distâncias entre elas.
III) Um fio, no vácuo, percorrido por uma corrente elétrica constante, cria um campo magnético cujas as linhas formam círculos que têm fio como eixo.

Considere agora as quatro leis da física seguintes.
R: Lei de Coulomb.
S: Lei de Lenz.
T: Lei de Snell.
U: Lei de Ampére.

Assinale a alternativa que contém a associação correta entre os fenômenos descritos e as leis citadas.
a) I com R, II com S e III com T.
b) I com T, II com R e III com S.
c) I com T, II com R e III com U.
d) I com S, II com U e III com T.
e) I com T, II com U e III com R.

resposta:[C]



(Fuvest-1992) A figura adiante indica 4 bússolas que se encontram próximas a um fio condutor, percorrido por uma intensa corrente elétrica.

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a) Represente, na figura, a posição do condutor e o sentido da corrente.
b) Caso a corrente cesse de fluir qual será a configuração das bússolas? Faça a figura correspondente.



resposta:a) O fio está no centro da figura e a corrente tem sentido "saindo do papel".
b) Observe a figura a seguir.





(Fuvest-1991) Raios cósmicos são partículas de grande velocidade, proveniente do espaço, que atingem a Terra de todas as direções. Sua origem é, atualmente, objeto de estudos. A Terra possui um campo magnético semelhante ao criado por um ímã em forma de barra cilíndrica, cujo eixo coincide com o eixo magnético da Terra. Uma partícula cósmica P com carga elétrica positiva, quando ainda longe da Terra, aproxima-se percorrendo uma reta que coincide com o eixo magnético da Terra, como mostra a figura adiante. Desprezando a atração gravitacional, podemos afirmar que a partícula, ao se aproximar da Terra:
a) aumenta sua velocidade e não se desvia de sua trajetória retilínea.
b) diminui sua velocidade e não se desvia de sua trajetória retilínea.
c) tem sua trajetória desviada para Leste.
d) tem sua trajetória desviada para Oeste.
e) não altera sua velocidade nem se desvia de sua trajetória retilínea.



resposta:[E]



(Unicamp-1993) Um campo magnético uniforme, B = 5,0 . 10­(a quarta potencia) T, está aplicado no sentido do eixo y. Um elétron é lançado através do campo, no sentido positivo do eixo z, com uma velocidade de 2,0 . 10¦ m/s. Carga do elétron = - 1,6 . 10­¢ª C.
a) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força magnética sobre o elétron no instante inicial?
b) Que trajetória é descrita pelo elétron?
c) Qual é o trabalho realizado pela força magnética?

resposta:a) No sentido do eixo x, com intensidade de 1,6.10­¢¨N
b) circular
c) zero



(Unesp-1993) Nas demonstrações populares de supercondutividade elétrica, é comum a exibição de um ímã "flutuando" sobre o material supercondutor.
Neste caso, a configuração das linhas de campo magnético em torno do ímã fica semelhante à da figura.
Para explicar a existência de uma força igual e oposta ao peso do ímã, e que o mantém suspenso, pode-se imaginar que a função do supercondutor equivale a se colocar um "ímã imagem" em seu lugar, igual ao ímã real e convenientemente orientado dentro da região tracejada. O "ímã imagem", em conjunto com o ímã real, criaria na região externa ao supercondutor a configuração de linhas de campo indicada na figura. A representação adequada do "ímã imagem" dentro da região tracejada é:



resposta:[A]



(Unesp-1993) A figura a seguir representa as trajetórias, no interior de um campo magnético uniforme, de um par de partículas pósitron-elétron, criados no ponto P durante um fenômeno na qual a carga elétrica total é conservada.
Considerando que o campo magnético é perpendicular ao plano da figura e aponta para o leitor, responda:
a) Qual das partículas, I ou II, é o pósitron e qual é o elétron?
b) Explique como se obtém a resposta.



resposta:a) II - pósitron; I - elétron
b) Regra da mão esquerda



(Unicamp-1992) Uma espira quadrada de lado a atravessa com velocidade constante uma região quadrada de lado b, b > a, onde existe um campo magnético no tempo e no espaço. A espira se move da esquerda a direita e o campo magnético aponta para cima, conforme a figura adiante. Segundo um observador que olha de cima para baixo, qual será o sentido da corrente na espira (horário ou anti-horário), quando:
a) ela esta entrando na região do campo magnético.
b) ela esta no meio da região.
c) ela está saindo da região.



resposta:a) horário
b) não varia o fluxo e a corrente é nula
c) anti-horário



(Unesp-1992) Quando uma partícula eletricamente carregada e em movimento sofre a ação de uma força devida a um campo magnético, essa força:
a) não altera a intensidade (módulo) da velocidade da partícula.
b) depende da massa da partícula.
c) não depende da carga da partícula.
d) não depende da intensidade (módulo) da velocidade da partícula.
e) não depende da intensidade (módulo) do campo magnético.

resposta:[A]



(Unicamp-1991) Um solenóide ideal, de comprimento 50 cm e raio 1,5 cm, contém 2000 espiras e é percorrido por uma corrente de 3,0 A.
O campo de indução magnética é paralelo ao eixo do solenóide e sua intensidade B é dada por:
B = ˜³nI
Onde n é o número de espiras por unidade de comprimento e I é a corrente. Sendo ˜³ = 4π(pi) × 10­¨ N/A²,
a) Qual é o valor de B ao longo do eixo do solenóide?
b) Qual é a aceleração de um elétron lançado no interior do solenóide, paralelamente ao eixo? Justifique.

resposta:a) 1,5 . 10 - 2T
b) Zero







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