FORÇA MAGNÉTICA PROF. BIGA 1. (Pucrj 2013) Cientistas creem

FORÇA MAGNÉTICA
PROF. BIGA
1. (Pucrj 2013) Cientistas creem ter encontrado o tão
esperado “bóson de Higgs” em experimentos de
colisão próton-próton com energia inédita de 4 TeV
(tera elétron-Volts) no grande colisor de hádrons, LHC.
–27
Os prótons, de massa 1,7  10
kg e carga elétrica
–19
1,6  10 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
–18
c) 4,1  10
–19
d) 5,1  10
e) 1,9  10–10
2. (Uepg 2011) Cargas elétricas em movimento
originam campo magnético. Quando uma carga
elétrica encontra-se em movimento, em um campo
magnético, há uma interação entre esse campo e o
campo originado pela carga. Essa interação é
manifestada por uma força que age na carga elétrica,
a qual é denominada força magnética.
Sobre força magnética, assinale o que for correto.
01) O sentido da força magnética depende do sinal da
carga em movimento.
02) A direção da força magnética, sobre uma carga
em movimento, é perpendicular ao plano formado
pelo vetor velocidade da carga e pelo vetor
indução magnética.
04) Quando uma carga elétrica é lançada
perpendicularmente em direção de um campo
magnético uniforme, a carga descreverá uma
trajetória circular.
08) A força magnética sobre uma carga elétrica
movendo-se, em uma direção paralela à direção
do campo magnético uniforme, é nula.
16) Entre dois condutores retos e extensos,
percorridos por correntes elétricas, a força
magnética entre eles será repulsiva se as
correntes tiverem o mesmo sentido.
Durante a travessia, o elétron fica sujeito a um campo


de indução magnética B e a um campo elétrico E ,
ambos uniformes. Considerando o sistema de
referência xyz, e sabendo que as placas são paralelas
ao plano xz, isso será possível se

a) B tiver a mesma direção e o mesmo sentido do eixo

x, e E tiver a mesma direção e o mesmo
sentido do eixo z.

b) B tiver a mesma direção e o mesmo sentido do

eixo z, e E tiver a mesma direção e o mesmo
sentido do eixo y.

c) B tiver a mesma direção e o mesmo sentido do
eixo y, e E tiver a mesma direção e o sentido
oposto ao do eixo z.
 
d) B e E tiverem a mesma direção e o mesmo sentido
do eixo z.
 
e) B e E tiverem a mesma direção e o mesmo sentido
do eixo x.
4. (Ita 2011) Prótons (carga e e massa mp), deuterons
(carga e e massa md = 2mp) e partículas alfas (carga
2e e massa ma = 4mp) entram em um campo

magnético
uniforme
a
suas
B perpendicular
velocidades, onde se movimentam em órbitas
circulares de períodos Tp, Td e Ta, respectivamente.
Pode-se afirmar que as razões dos períodos Td/Tp e
Ta/Tp são, respectivamente,
a) 1 e 1.
b) 1 e 2 .
c) 2 e 2.
d) 2 e 2 .
e) 2 e 2.
5. (Ufu 2011) Considere um fio condutor suspenso
por uma mola de plástico na presença de um campo
magnético uniforme que sai da página, como
mostrado na figura abaixo. O módulo do campo
magnético é B = 3T. O fio pesa 180 g e seu
comprimento é 20 cm.
3. (Uftm 2011) Um elétron penetra numa região entre
duas placas planas e paralelas pela fenda F1 e a
atravessa segundo a direção tracejada mostrada na
figura, saindo pela fenda F2, sem sofrer desvio.
Considerando g = 10 m/s, o valor e o sentido da
corrente que deve passar pelo fio para remover a
tensão da mola é:
a) 3 A da direita para a esquerda.
b) 7 A da direita para a esquerda.
c) 0,5 A da esquerda para a direita.
d) 2,5 A da esquerda para a direita.
6. (Ufla 2010) Um feixe de partículas eletrizadas P1 e
P2, de mesma massa, penetra em um campo

magnético B com mesma velocidade v. Observa‐se
que o feixe, ao penetrar no campo magnético,
divide‐se em dois, percorrendo trajetórias circulares de
raios R1 = 2 R2, conforme figura a seguir.
É CORRETO afirmar:
a) a força magnética que atua nas partículas
eletrizadas P1 é maior que a força magnética que
atua nas partículas eletrizadas P2, e por isso
descrevem uma trajetória de raio R1 maior que R2.
b) a força magnética que atua nas partículas
eletrizadas P2 é maior que a força magnética que
atua nas partículas eletrizadas P1, e por isso
descrevem uma trajetória de raio R2 menor que R1.
c) as cargas elétricas das partículas P1 e P2 são de
mesmo sinal, sendo a carga da partícula P1 maior
que a da partícula P2.
d) as cargas elétricas das partículas P1 e P2 são de
sinais contrários, sendo a carga da partícula P2
menor que a da partícula P1.
7. (Cesgranrio 2010)
Um próton penetra perpendicularmente em um campo
magnético uniforme, como ilustra a figura acima, e
descreve, em seu interior, uma trajetória semicircular.
–2
A intensidade do campo magnético é 10
T e a
5
velocidade do próton é constante e igual a 5  10 m/s.
Sabendo-se que a massa e a carga do próton valem,
–27
–19
respectivamente, 1,6  10
kg e 1,6  10 C e
considerando-se π  3 , o perímetro, em centímetros,
desse percurso é
a) 300
b) 200
c) 150
d) 100
e) 50
8. (Ufba 2010)
Uma partícula carregada
negativamente com carga de módulo igual a
−19
1,6.10 C, movendo-se com velocidade de módulo
7
1,0.10 m/s, penetra em uma região na qual atua um
campo magnético uniforme, de intensidade igual a
−3
1,5.10 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.
9. (Uece 2010) Quando comparamos as forças
exercidas por campos elétricos e magnéticos

sobre uma partícula carregada de velocidade v ,
diferente de zero, podemos afirmar corretamente
que
a) a força elétrica e a força magnética são sempre
paralelas à velocidade.
b) a força elétrica e a força magnética são sempre
perpendiculares à velocidade.
c) para um dado campo elétrico uniforme, existe
sempre uma direção da velocidade para a qual a
força elétrica é nula, o que não acontece com a
força magnética.
d) a força magnética nunca realiza trabalho sobre a
carga, enquanto a força elétrica sempre realiza
trabalho.
10. (Ufal 2010)
Numa certa região, o campo
magnético gerado pela Terra possui uma componente
Bx paralela à superfície terrestre, com intensidade de 2
× 10−5 T, e uma componente Bz perpendicular à
−5
superfície terrestre, com intensidade de 5 × 10 T.
Nessa região, uma linha de transmissão paralela à
componente Bx é percorrida por uma corrente elétrica
de 5000 A. A força magnética por unidade de
comprimento que o campo magnético terrestre exerce
sobre essa linha de transmissão possui intensidade
igual a:
a) 0,10 N/m
b) 0,25 N/m
c) 1,0 N/m
d) 2,5 N/m
e) 10 N/m
11. (Ufop 2010) 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 x 10-19C e massa igual 1,67 x
10-27 kg)?
a) 103 m/s
5
b) 10 m/s
7
c) 10 m/s
d) 109 m/s
também
escolher
o

módulo da velocidade v . De acordo com a figura e os
dados a seguir, qual o sentido do campo elétrico no

seletor e o módulo da velocidade v do íon indicado?
Dados: • Es = 2 500 V/m
• Bs = 5,0 x 10–2 T
12. (Unesp 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, B , de módulo constante igual a

1,6 T, capaz de gerar uma força magnética, F ,
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.
–4
c) 3 x 10 m.
d) 4 x 10–4 m.
–4
e) 5 x 10 m.
13. (Unesp 2010) Um espectrômetro de massa é um
aparelho que separa íons de acordo com a razão
carga elétrica/massa de cada íon. A figura mostra uma
das versões possíveis de um espectrômetro de
massa. Os íons emergentes do seletor de velocidades

entram no espectrômetro com uma velocidade v . No
interior do espectrômetro existe um campo magnético

uniforme (na figura é representado por Be e aponta
para dentro da página  ) que deflete os íons em uma
trajetória circular. Íons com diferentes razões carga
elétrica/massa descrevem trajetórias com raios R
diferentes e, consequentemente, atingem pontos
diferentes (ponto P) no  painel detector. Para
selecionar uma velocidade v desejada e para que o
íon percorra uma trajetória retilínea no seletor de
velocidades, sem ser desviado pelo campo magnético
do seletor (na figura é representado por e aponta para
dentro da página  ), é necessário também um campo

elétrico ( Es ), que não está mostrado na figura. O
ajuste dos sentidos e módulos dos campos elétrico e
magnético no seletor de velocidades permite não só
manter o íon em trajetória retilínea no seletor, como
14. (Ufmg 2010) Reações nucleares que ocorrem no
Sol produzem partículas – algumas eletricamente
carregadas –, que são lançadas no espaço. Muitas
dessas partículas vêm em direção à Terra e podem
interagir com o campo magnético desse planeta.
Nesta figura, as linhas indicam, aproximadamente, a
direção e o sentido do campo magnético em torno da
Terra:
Nessa figura, K e L representam duas partículas
eletricamente carregadas e as setas indicam suas
velocidades em certo instante.
Com base nessas informações, Alice e Clara chegam
a estas conclusões:
• Alice - “Independentemente do sinal da sua carga, a
partícula L terá a direção de sua velocidade alterada
pelo campo magnético da Terra.”
• Clara - “Se a partícula K tiver carga elétrica negativa,
sua velocidade será reduzida pelo campo magnético
da Terra e poderá não atingi-la.”
Considerando-se a situação descrita, é CORRETO
afirmar que
a) apenas a conclusão de Alice está certa.
b) apenas a conclusão de Clara está certa.
c) ambas as conclusões estão certas.
d) nenhuma das duas conclusões está certa.
15. (Ufg 2010) Uma cavidade em um bloco de
chumbo contém uma amostra radioativa do elemento
químico bário. A figura (a) ilustra as trajetórias das
partículas á, â e ã emitidas após o decaimento
radioativo.
Aplica-se um campo magnético uniforme entrando no
plano da folha, conforme ilustrado na figura (b). O
comportamento representado pelas trajetórias ocorre
porque
a) a partícula â tem carga positiva e quantidade de
movimento maior que a de á.
b) as partículas á e â têm cargas opostas e mesma
quantidade de movimento.
c) a partícula á tem carga positiva e quantidade de
movimento maior que a de â.
d) a partícula á tem carga maior e quantidade de
movimento menor que a de â.
e) a partícula ã tem carga positiva e quantidade de
movimento menor que a de â.
16. (Ufc 2010) Analise as afirmações abaixo em
relação à força magnética sobre uma partícula
carregada em um campo magnético.
I. Pode desempenhar o papel de força centrípeta.
II. É sempre perpendicular à direção de movimento.
III. Nunca pode ser nula, desde que a partícula esteja
em movimento.
IV. Pode acelerar a partícula, aumentando o módulo
de sua velocidade.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente II é verdadeira.
b) Somente IV é verdadeira.
c) Somente I e II são verdadeiras.
d) Somente II e III são verdadeiras.
e) Somente I e IV são verdadeiras.
O
valor
da
velocidade do
elétron é:
a) 1,8 × 10-34 m/s
b) 6,8 × 10-1 m/s
c) 5,9 × 10-8 m/s
7
d) 1,7 × 10 m/s
e) 3,1 × 10-27 m/s
18. (Unesp 2008)
Uma mistura de substâncias
radiativas encontra-se confinada em um recipiente de
chumbo, com uma pequena abertura por onde pode
sair um feixe paralelo de partículas emitidas. Ao
saírem, três tipos de partícula, 1, 2 e 3, adentram uma
região de campo magnético uniforme B com
velocidades perpendiculares às linhas de campo
magnético e descrevem trajetórias conforme ilustradas
na figura.
Considerando a ação de forças magnéticas sobre
cargas elétricas em movimento uniforme, e as
trajetórias de cada partícula ilustradas na figura, podese concluir com certeza que
a) as partículas 1 e 2, independentemente de suas
massas e velocidades, possuem necessariamente
cargas com sinais contrários e a partícula 3 é
eletricamente neutra (carga zero).
b) as partículas 1 e 2, independentemente de suas
massas e velocidades, possuem necessariamente
cargas com sinais contrários e a partícula 3 tem
massa zero.
c) as partículas 1 e 2, independentemente de suas
massas e velocidades, possuem necessariamente
cargas de mesmo sinal e a partícula 3 tem carga e
massa zero.
d) as partículas 1 e 2 saíram do recipiente com a
mesma velocidade.
e) as partículas 1 e 2 possuem massas iguais, e a
partícula 3 não possui massa.
19. (Ufpel 2008) Uma partícula m e carga positiva q é

lançada de um ponto "P" com velocidade v , no
interior de um campo magnético uniforme B, conforme
a figura a seguir.
3
17. (Udesc 2009) Um campo elétrico de 3,4 × 10 V/m
e um campo magnético de 2 × 10-4 T atuam sobre um
elétron em movimento retilíneo com velocidade
constante. A massa do elétron é 9,11 × 10-31 kg.
22. (Ufrgs 2007) A radioatividade é um fenômeno em
que átomos com núcleos instáveis emitem partículas
ou radiação eletromagnética para se estabilizar em
uma configuração de menor energia.
O esquema a seguir ilustra as trajetórias das emissões
radioativas α, β+, β- e γ quando penetram em uma
região do espaço onde existe um campo magnético
uniforme B que aponta perpendicularmente para
dentro da página. Essas trajetórias se acham
numeradas de 1 a 4 na figura.
Escolha a alternativa que preencha as lacunas, da
frase a seguir, corretamente.
A trajetória descrita pela partícula, enquanto estiver no
interior do campo magnético, será _________ e o
módulo da velocidade _________ .
a) Uma curva para a direita; diminui.
b) Uma linha reta; permanece constante.
c) Circular no sentido anti-horário, de raio mv/Bq;
permanece constante.
d) Circular no sentido horário, de raio = mv 2/Bq;
aumenta.
e) Uma curva para a esquerda; diminui.
20. (Uece 2008) A maior força de origem magnética
(medida em newton) que pode atuar sobre um elétron
(carga e = 1,6 × 10-19 C) em um tubo de TV, onde
existe um campo magnético de módulo B = 83,0 mT,
quando sua velocidade é de 7,0 × 106 m/s, vale
aproximadamente
a) 9,3 × 10-14
b) 4,7 × 10-16
c) 13,3 × 10-10
d) 8,1 × 10-10
21. (Ufscar 2007) Uma pequena esfera carregada
eletricamente com carga positiva e em queda livre
penetra em uma região onde um campo magnético
horizontal atua uniformemente entrando no plano do
papel (fig.1).
O esboço que melhor representa a trajetória da esfera
no interior dessa região é
Sendo α um núcleo de hélio, β+ um elétron de carga
positiva (pósitron), β- um elétron e γ um fóton de alta
energia, assinale a alternativa que identifica
corretamente os números correspondentes às
trajetórias das referidas emissões, na ordem em que
foram citadas.
a) 1 - 2 - 4 - 3
b) 2 - 1 - 4 - 3
c) 3 - 4 - 1 - 2
d) 4 - 3 - 2 - 1
e) 1 - 2 - 3 - 4
23. (Uece 2007) Um elétron realiza um movimento
circular uniforme (MCU) após penetrar numa região de
campo
magnético
uniforme
com
velocidade
perpendicular ao mesmo. Mantendo-se fixo o valor do
campo magnético, repete-se o experimento, desta vez
dobrando-se o valor da velocidade de entrada do
elétron. Este elétron ainda realiza um MCU. Em
relação ao raio da trajetória descrita pelo segundo
elétron e ao período de seu movimento, podemos
afirmar, corretamente, que
a) o raio da trajetória dobra quando a velocidade
dobra de valor, mas o período permanece
inalterado.
b) o raio da trajetória e o período dobram quando a
velocidade dobra de valor.
c) o raio da trajetória e o período diminuem pela
metade quando a velocidade dobra de valor.
d) o raio da trajetória permanece inalterado enquanto
o período dobra de valor.
24. (Ufrrj) Uma partícula de carga q entra com
velocidade V0 numa região onde existe um campo
magnético uniforme B.
09 [D] 10 [B] 11 [C] 12 [B] 13 v = 5  104 m/s.
14 [A] 15 [C] 16 [C] 17 [D] 18 [A] 19 [C]
20 [A] 21 [D] 22 [B] 23 [A] 24 [D] 25 a)
No caso em que V0 e B possuem a mesma direção,
podemos afirmar que a partícula
a) sofrerá um desvio para sua direita.
b) sofrerá um desvio para sua esquerda.
c) será acelerada na direção do campo magnético
uniforme B.
d) não sentirá a ação do campo magnético uniforme B.
e) será desacelerada na direção do campo magnético
uniforme B.
25. (Ufjf) Um filtro de velocidades é um dispositivo

que utiliza campo elétrico uniforme E perpendicular
ao campo magnético uniforme B (campos cruzados),
para
selecionar
partículas
carregadas
com
determinadas velocidades. A figura a seguir mostra
uma região do espaço em vácuo entre as placas
planas e paralelas de um capacitor. Perpendicular ao
campo produzido pelas placas, está o campo
magnético uniforme. Uma partícula positiva de carga q

move-se na direção z com velocidade constante v
(conforme a figura 1).
a) na figura 2, represente os vetores força elétrica,


F e, e força magnética, F m, que atuam na partícula
assim que entra na região de campos cruzados,
indicando suas magnitudes.
b) Determine a velocidade que a partícula deve ter,
para não ser desviada.
Gabarito:
01 [A] 02 01 + 02 + 04 + 08 = 15
03 [A]
04 [E] 05 [A] 06 [B] 07 [C] 08 m  9,6  1031kg.
b) v = E/B