Lista REC IV BIM fisica elton pita

LISTA PREPARATÓRIA PARA A RECUPERAÇÃO DO IV BIMESTRE
2O ANO
FISICA
ELTON PITA
1. (Ueg 2016) Uma partícula de 9,0  1030 kg carregada com carga elétrica de 1,0  1016 C penetra
perpendicularmente em um campo magnético uniforme de 1,0  106 T, quando sua velocidade está em
1,0  106 m / s. Ao entrar no campo magnético, a carga passa a descrever um círculo. O raio desse círculo, em
metros, é
a) 9,0  100
b) 9,0  101
c) 9,0  101
d) 9,0  102
2. (Uern 2015) Numa região em que atua um campo magnético uniforme de intensidade 4 T é lançada uma carga
elétrica positiva conforme indicado a seguir:
Ao entrar na região do campo, a carga fica sujeita a uma força magnética cuja intensidade é de 3,2  102 N. O valor
dessa carga e o sentido do movimento por ela adquirida no interior do campo são, respectivamente:
a) 1,6  106 C e horário.
b) 2,0  106 C e horário.
c) 2,0  106 C e anti-horário.
d) 1,6  106 C e anti-horário.
3. (Udesc 2014) Uma partícula, de massa m  5,0  1018 kg e carga q  8,0  106 C, penetra perpendicularmente
em um campo magnético uniforme, com velocidade constante de módulo v  4,0  106 m / s, passando a descrever
uma órbita circular de raio r  5,0  103 cm, desprezando o efeito do campo gravitacional. O módulo do campo
magnético a que a partícula está submetida é igual a:
a) 4,0  104 T
b) 0,5  108 T
c) 2,0  106 T
d) 5,0  108 T
e) 5,0  107 T
4. (Pucrj 2013) Cientistas creem ter encontrado o tão esperado “bóson de Higgs” em experimentos de colisão prótonpróton com energia inédita de 4 TeV (tera elétron-Volts) no grande colisor de hádrons, LHC. Os prótons, de massa
1,7  10–27 kg e carga elétrica 1,6  10–19 C, estão praticamente à velocidade da luz (3  108 m/s) e se mantêm em uma
trajetória circular graças ao campo magnético de 8 Tesla, perpendicular à trajetória dos prótons.
Com esses dados, a força de deflexão magnética sofrida pelos prótons no LHC é em Newton:
a) 3,8  10–10
b) 1,3  10–18
c) 4,1  10–18
d) 5,1  10–19
e) 1,9  10–10
5. (Ucs 2012) Dentro do tubo de imagem de um televisor, a corrente elétrica, numa bobina, aplica sobre um elétron
passante um campo magnético de 5  104 T, de direção perpendicular à direção da velocidade do elétron, o qual
recebe uma força magnética de 1 1014 N. Qual o módulo da velocidade desse elétron? (Considere o módulo da
carga do elétron como 1,6  1019 C. )
a) 3,34  103 m s
b) 1,60  105 m s
c) 7,60  106 m s
d) 4,33  107 m s
e) 1,25  108 m s
6. (Espcex (Aman) 2012) Sob a ação exclusiva de um campo magnético uniforme de intensidade 0,4 T, um próton
descreve um movimento circular uniforme de raio 10 mm em um plano perpendicular à direção deste campo. A razão
entre a sua massa e a sua carga é de 108 kg C. A velocidade com que o próton descreve este movimento é de:
a) 4  105 m s
b) 2  105 m s
c) 8  104 m s
d) 6  104 m s
e) 5  103 m s
7. (G1 - cftmg 2011) Em uma região de campo magnético uniforme B, uma partícula de massa m e carga elétrica
positiva q, penetra nesse campo com velocidade v, perpendicularmente a B, conforme figura seguinte.
O vetor forca magnética, que atua sobre a partícula no ponto P, está melhor representado em
a)
b)
c)
d)
8. (Cesgranrio 2010)
Um próton penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, como ilustra a figura acima, e descreve,
em seu interior, uma trajetória semicircular.
A intensidade do campo magnético é 10–2 T e a velocidade do próton é constante e igual a 5  105 m/s.
Sabendo-se que a massa e a carga do próton valem, respectivamente, 1,6  10–27 kg e 1,6  10–19C e considerando-se
π  3 , o perímetro, em centímetros, desse percurso é
a) 300
b) 200
c) 150
d) 100
e) 50
9. (Ufba 2010) Uma partícula carregada negativamente com carga de módulo igual a 1,6.10−19C, movendo-se com
velocidade de módulo 1,0.107 m/s, penetra em uma região na qual atua um campo magnético uniforme, de
intensidade igual a 1,5.10−3 T, conforme a figura.
Sabendo-se que a partícula descreve uma trajetória circular de raio igual a 4,0 cm, calcule a sua massa, desprezando
a ação gravitacional.
10. (Ufpe 2004) Uma partícula de massa m = 20 mg e carga q = +400 ìC em movimento circular uniforme, na
presença de um campo magnético uniforme B = 1,0 T, tem velocidade escalar v = 5,0 m/s. Considere que o
movimento ocorre no vácuo e que a ação da força peso é desprezível em relação à força magnética que atua na
partícula. Calcule o raio, da trajetória circular, em centímetros.
11) (UEMG) O campo magnético no interior de um solenoide tem intensidade B = 8.10 -2 T, o comprimento do solenoide é 0,5π m e a
corrente que o atravessa tem intensidade i = 4 A. Sabendo-se que μ0 = 4π.10-7 T.m/A, o número de espiras do solenoide será igual a:
a) 6000 b) 2500
c) 10000
d) 4800 e) 25000
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[D]
Utilizando os dados fornecidos no enunciado e sabendo que a raio da trajetória de uma partícula em movimento
imersa em um campo magnético é dado por
m v
R
qB
Temos que:
9  1030   1 106 

R
1 1016   1 106 
R
9  1024
1 1022
R  9  102 m
Resposta da questão 2:
[C]
Utilizando a regra da mão esquerda, é direto perceber que a partícula irá executar um movimento no sentido antihorário.
Para saber o valor da carga, pode ser utilizada a equação da força magnética sobre uma partícula:
F  q  v  B  sen  θ

2

3,2  10
F
q

v  B  sen  θ
4  103  4  sen  90 


q  2  106 C
Resposta da questão 3:
[D]
Dados: m  5,0  1018 kg; q  8,0  106 C, v  4,0  106 m / s, r  5,0  103 cm  5  101 m.
Como é movimento circular uniforme, a força magnética age como resultante centrípeta. Assim:
FM  RCent

|q|v B 
m v2
r
 B
mv
5  1018  4  106

|q|r
5  101  8  106
B  5  108 T.
Resposta da questão 4:
[A]
F  q.v.B  1,6x1019 x3x108 x8  3,84x1010 N
Resposta da questão 5:
[E]
Dados: B = 5  10–4 T; q = 1,6  10–19 C; F = 1  10–14 N; θ = 90°.
Da expressão da força magnética:
F | q | v B senθ  v 
F  1,25  108 m / s.
F
1,4  1014

q B sen90 1,6  1019  5  104


Resposta da questão 6:
[A]
A força magnética é a força centrípeta. Portanto:
qvB  m
v2
qBR  q 
v
   BR  v  108 x0,4x10x103  4,0x105 m/s.
R
m
m
Resposta da questão 7:
[D]
A regra da mão direita esclarece
Resposta da questão 8:
[C]
Dados: B = 10–2 T; v = 5  105 m/s; e = 1,6  10–19 C; m = 1,6  10–27 C; π  3 .
A trajetória do próton no interior do campo magnético é circular, pois a força magnética age como resultante
centrípeta (desprezando a ação de outras forças). O sentido dessa força em cada ponto é dado pela regra da mão
direita.
Fmag = Rcent  e v B =
m v2
mv
.
 r=
r
eB
Assumindo que a partícula descreva meia volta no interior do campo, temos:
r=
1,6  1027  5  105
1,6  1019  102
 r = 0,5 m.
O perímetro de meia volta é: C =
1
(2  r)   r  3 (0,5) = 1,5 m 
2
C = 150 cm.
Resposta da questão 9:
Dados: |q| = 1,6  10–19 C; B = 1,5  103 T; v = 107 m/s; r = 4 cm = 4  10–-2 m.
v
v
Uma partícula eletrizada com carga q movendo-se, com velocidade v no interior de um campo magnético B está
v
v
v
sujeita a uma força magnética F , que atua na direção perpendicular ao plano que contém v e B , com sentido
v
v
perpendicular ao giro de v para B , se a carga é positiva e, oposto, se a carga é negativa. O módulo dessa força é
dado por:
v
v
F  q v B sen , sendo  é o ângulo entre v e B .
v
v
No caso em questão, v  B  sen  = 1.
v
v
v
Uma vez que F  v , na ausência de outras forças, F age sobre a partícula como resultante centrípeta não
realizando trabalho sobre ela, alterando apenas a direção da sua velocidade, obrigando-a a descrever a trajetória
circular, conforme mostra a figura.
Desse modo tem-se:
19
q B R 1,6  10   0,0015  0,04 
v2

m 
v
107
R
m  9,6  1031kg.
q v Bm
Resposta da questão 10:
A força magnética é a força centrípeta.
mV 2
mV 20  106  5
qVB 
R 

 0,25m  25cm
R
qB 400  106  1
Resposta da questão 11: E
