gré mata norte universidade de pernambuco – campus mata norte

GOVERNO DO ESTADO DE PERNAMBUCO – GRÉ MATA NORTE
UNIVERSIDADE DE PERNAMBUCO – CAMPUS MATA NORTE
ESCOLA DE APLICAÇÃO PROFESSOR CHAVES
LISTA DE FORÇA MAGNÉTICA
ALUNO(A): ___________________________________________________________________________Nº _______
NAZARÉ DA MATA, ______DE _____DE 2015
3º ANO ____
1-(UFU-MG) Um objeto de massa M, carregado com uma carga positiva +Q, cai devido à ação da gravidade e passa por uma região
próxima do pólo norte (N) de um ímã, conforme mostra figura a seguir.
De acordo com o sistema de eixos representado acima, assinale a alternativa que contém a afirmativa correta.
a) O objeto sofrerá um desvio no sentido positivo do eixo y, devido à presença
do campo magnético na região.
b) O objeto cairá verticalmente, não sofrendo desvio algum até atingir o solo,
pois campos gravitacionais e magnéticos não interagem.
c) O objeto sofrerá um desvio no sentido positivo do eixo x, devido à presença
do campo magnético na região.
d) O objeto sofrerá um desvio no sentido negativo do eixo x, devido à presença
do campo magnético na região.
2-(FUVEST-SP) Assim como ocorre em tubos de TV, um feixe de elétrons move-se em direção ao ponto central O de uma tela, com
velocidade constante. A trajetória dos elétrons é modificada por um campo magnético vertical B, na direção perpendicular à trajetória
do feixe, cuja intensidade varia em função do tempo t como indicado no gráfico.
Devido a esse campo, os elétrons incidem na tela, deixando um traço representado por uma das figuras a seguir. A figura que pode
representar o padrão visível na tela é:
3-(UFU-MG) Uma carga q movendo-se com velocidade v imersa em um campo magnético B está sujeita a uma força magnética
Fmag. Se v não é paralelo a B, marque a alternativa que apresenta as características corretas da força magnética Fmag.
a) O trabalho realizado por Fmag sobre q é nulo, pois Fmag é perpendicular ao plano formado por v e B .
b) O trabalho realizado por Fmag sobre q é proporcional a v e B, pois Fmag é perpendicular a v.
c) O valor de Fmag não depende de v, somente de B; portanto Fmag não realiza trabalho algum sobre q.
d) O valor de Fmag é proporcional a v e B, sendo paralela a v; portanto o trabalho realizado por Fmag sobre q é proporcional a v.
4-(ITA-SP) Qual dos esquemas abaixo ilustra o movimento de uma partícula carregada em um campo magnético uniforme?
Convenções:
1
5-(UFSCAR-SP) O professor de Física decidiu ditar um problema "para casa", faltando apenas um minuto para terminar a aula.
Copiando apressadamente, um de seus alunos obteve a seguinte anotação incompleta: Um
elétron ejetado de um acelerador de partículas entra em uma câmara com velocidade de
8.105 m/s, onde atua um campo magnético uniforme de intensidade 2,0.10-3-----.
Determine a intensidade da força magnética que atua sobre o elétron ejetado, sendo a carga
de um elétron -1,6.10-19---- .
Sabendo que todas as unidades referidas no texto estavam no Sistema Internacional,
a) quais as unidades que acompanham os valores 2,0.10-3 e -1,6.10-19, nesta ordem?
b) resolva a "lição de casa' para o aluno, considerando que as direções da velocidade e do
campo magnético são perpendiculares entre si”.
6-(UNICAMP-SP) A utilização de campos elétrico e magnético cruzados é importante para viabilizar o uso da técnica híbrida de
tomografia de ressonância magnética e de raios X. A figura a seguir mostra parte de
um tubo de raios X, onde um elétron, movendo-se com velocidade v = 5,0.105 m/s ao
longo da direção x, penetra na região entre as placas onde há um campo magnético
uniforme, , dirigido perpendicularmente para dentro do plano do papel. A massa do
elétron é me= 9.10-31 kg e a sua carga elétrica é q = - 1,6.10-19C. O módulo da força
magnética que age sobre o elétron é dado por F = qvB senθ, onde θ é o ângulo entre
a velocidade e o campo magnético.
a)
Sendo o módulo do campo magnético B = 0,010T, qual é o módulo do campo
elétrico que deve ser aplicado na região entre as placas para que o elétron se
mantenha em movimento retilíneo uniforme?
b) Numa outra situação, na ausência de campo elétrico, qual é o máximo valor de B para que o elétron ainda atinja o alvo? O
comprimento das placas é de 10 cm.
7-(UNESP-SP-2010) Uma tecnologia capaz de fornecer altas energias para partículas elementares pode ser encontrada nos
aceleradores de partículas, como, por exemplo, nos cíclotrons. O princípio básico dessa tecnologia consiste no movimento de
partículas eletricamente carregadas submetidas a um campo magnético perpendicular à sua trajetória.
Um cíclotron foi construído de maneira a utilizar um campo magnético uniforme, , de módulo constante igual a 1,6 T, capaz de
gerar uma força magnética, , sempre perpendicular à velocidade da partícula. Considere que esse campo magnético, ao atuar
sobre uma partícula positiva de massa igual a 1,7 x 10–27 kg e carga igual a 1,6 x 10–19 C, faça com que a partícula se movimente
em uma trajetória que, a cada volta, pode ser considerada circular e uniforme, com velocidade igual a 3,0 x 104 m/s. Nessas
condições, o raio dessa trajetória circular seria aproximadamente
a) 1 x 10–4 m.
b) 2 x 10–4 m.
c) 3 x 10–4 m.
d) 4 x 10–4 m.
e) 5 x 10–4 m.
8 - O cíclotron é um acelerador em que partículas carregadas executam movimento circular em um plano perpendicular a um
campo magnético uniforme de módulo B. Se o campo magnético for o único campo aplicado,
a velocidade angular do movimento circular resultante depende somente da razão
carga/massa e de B. Em um acelerador típico, o valor de B é de 1 tesla e as partículas
percorrem uma trajetória de raio de 50 cm. Qual a ordem de grandeza da velocidade da
partícula (dados: carga igual a 1,6.10-19C e massa igual 1,67.10-27 kg)?
a) 103 m/s
b) 105 m/s
c) 107 m/s
d) 109 m/s
9-(UNIMONTES-MG-011) Uma partícula carregada é injetada em uma região onde atua apenas um campo magnético de módulo
B, perpendicular ao movimento inicial da partícula (veja a figura abaixo). Esse
campo é suficiente para fazer com que a partícula descreva um movimento
circular. A carga da partícula é o triplo da carga do elétron, o módulo do campo
é 2 T, e o módulo da velocidade da partícula é V = 10-4.c, em que c é a velocidade
da luz no vácuo. Se a massa da partícula é M = 3.10-25 kg, o raio R, descrito pela
partícula, será, aproximadamente,
Dados: e = 1,6.10-19 C e c=3.108 m/s
a) 1 cm.
b) 1 mm.
c) 1 dm.
d) 1 m.
10-(EsPCEx-012) 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 108 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
2
11-(UFB) Represente a força magnética que age sobre cada condutor retilíneo, percorrido por corrente elétrica e imerso no interior
de um campo magnético uniforme, nos casos:
12-(UFB) Um fio condutor é dobrado formando um retângulo ABCD (espira retangular), que pode girar livremente em torno do eixo
e. Seja i a intensidade de corrente constante que percorre a espira no sentido indicado pela figura. Represente as forças magnéticas
que agem em cada lado da espira e determine suas intensidades considerando: LAD=LBC=0,1m; LAB=LCD=0,2m; i=10 A, B=2,0.10-3T
e o ângulo entre B e i como sendo θ=90o para os lados AB e CD e θ=0o para os lados BC e AD
13-(UE-PB) Um professor de física resolve fazer um experimento de eletromagnetismo que objetiva determinar o valor do campo
magnético entre os pólos do imã. Para isso, ele utiliza um imã, uma bateria que fornece 4,8V a um
condutor cilíndrico AC com massa 5g, comprimento de 10cm e resistência elétrica igual a 0,10Ω. Ao
ligar a bateria ao circuito, mostrado na figura, o condutor cilíndrico fica suspenso em equilíbrio.
Considerando-se que as linhas de campo são perpendiculares ao condutor, que a resistência elétrica
dos fios é 0,02Ω, que a massa dos fios é desprezível e adotando g=10m/s 2, o professor concluiu
que o campo magnético, em tesla, tem valor igual a:
a) 12,5.10-3
b) 125
c) 1,25.10-4
d) 12,5.10-2
e) 1.250
14-(UFPE-PE) Um fio MN, de 40cm de comprimento e massa
igual a 30g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal
de constante elástica k=10N/m. O conjunto encontra-se em uma
região de campo magnético uniforme B=0,1Wb/m2, como
mostra a figura.
Quando a corrente no fio for 10 A, dirigida de N para M, atuará
sobre o fio uma força magnética verticalmente para baixo.
Determine a elongação total, devido à força magnética e à força
gravitacional, sofrida pela mola, em cm.
(IFET-MG-011) O enunciado a seguir refere-se às questões 15 e 16
A figura abaixo mostra uma região onde existe um campo magnético uniforme , de módulo
igual a 5,0.10-1T, localizado entre os pólos de um imã. Nessa região, há uma mola ideal , de
constante elástica k igual a 2,0.102N/m, presa ao teto, que sustenta em sua extremidade um fio
cilíndrico, condutor e retilíneo, de comprimento L igual a 2,0m e massa M igual a 6,0.102g. O fio
é percorrido por uma corrente contínua i, cujo sentido está indicado pelo símbolo .
15-(IFET-MG -011) Observando a figura acima, podemos concluir que a força magnética que atua sobre o fio apontará
a) verticalmente para baixo
b) verticalmente para cima
c) perpendicularmente ao plano do papel, afastando-se do leitor
d) perpendicularmente ao plano do papel, aproximando-se do leitor
e) horizontalmente para a direita
3
16-(IFET-MG-011) Admitindo que o sistema esteja em equilíbrio e adotando a aceleração da gravidade g igual a 10m/s2, o valor da
deformação x sofrida pela mola quando a corrente i for igual a 4,0.10-1 A é, em módulo, igual a
a) 32cm
b) 64cm
c) 6,4.10-2m
d) 3,2.10-2m
e) 3,2.10-2cm
17 – (FEI-SP) Em um motor elétrico, fios que conduzem uma corrente de 5 A sãoperpendiculares a um campo de indução magnética
de intensidade 1T. Qual a força exercida sobre cada metro do fio?
18 – (FEI-SP) uma espira retangular ABCD, de dimensões AB = 2 cm e BC = 1 cm, localizada entre os polos N e S de um ímã
permanente conforme figura; o campo de indução pode ser considerado uniforme nessa região, com intensidade B = 0,8 T. A bobina
pode girar em torno do seu eixo de simetria e é percorrida pela corrente i = 5 A. Calcule o momento de rotação da espira na posição
indicada. Qual o sentido do giro da espira em relação ao eixo?
19 – Dois fios longos, retos e paralelos, situados no vácuo, são percorridos por correntes contrárias, cada um com intensidade i. A
distância entre os fios é d. Os fios se atraem ou se repelem? Com que força, por unidade de comprimento?
20 – Dois fios metálicos, retos paralelos e muito longos, estão a distância mútua a = 1,5 m, no vácuo. Calcule a força que age no
comprimento L = 2,0 m de um dos fios quando em cada um deles circula uma corrente elétrica i = 0,50 A. Adote µ0 = 4π.10-7 T.m/A.
GABARITO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
B
C
A
A
18
19
20
REPE.
6,7.10-8 N
E
A
D
2,56.10-16 N
5.103 N/C
3.10-5 T
11
12
13
14
15
16
17
SAINDO/DIREITA
/SAINDO
ZERO
4.10-3 T
D
5.10-2
C
A
7,0 cm
A
n
8.10-4
N.m
4