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Lista de Exercícios 1 - Magnetismo e Partícula em Campo Magnético
∗ Exercícios de uma estrela são elementares, geralmente solucionados com base em conceitos básicos ou
simples substituição em equações.
∗∗ Exercícios de duas estrelas requerem passos não triviais e exigem bom entendimento dos conceitos e
equações envolvidas.
∗∗∗ Exercícios de três estrelas envolvem, além de diferentes áreas da Física, uma boa habilidade em
matemática básica.
∗ 1) Uma pessoa está usando uma bússola magnética para se orientar. Entretanto, existe nas proximidades
um fio no qual passa uma corrente elétrica de grande intensidade. A bússola indicará a orientação correta?
∗ 2) Considere duas cargas elétricas próximas uma da outra. Haverá força eletrostática e magnética caso
ambas estejam em repouso? E caso uma esteja em repouso e a outra em movimento? E caso ambas
estejam em movimento?
∗ 3) Em uma sala, há um campo magnético = 2 . Uma carga q = 1 é lançada nesse campo com
velocidade = 3 / e sofre uma força magnética de módulo = 3 . Nessa situação, qual o ângulo
formado entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético?
∗ 4) Defina campo magnético uniforme.
∗∗ 5) Em que condições uma partícula descreve movimento circular em um campo magnético? Igualando a
força centrípeta do movimento circular e a força magnética, mostre que o raio da trajetória do movimento
circular em um campo magnético é dado por =
/ .
∗ 6) Analise os diagramas abaixo e responda:
a) Qual a direção e o sentido da força magnética que atua na carga positiva?
b) Qual a direção e o sentido da força magnética que atua na carga negativa?
c) Qual a direção e o sentido do campo magnético que exerce na carga positiva uma força magnética
como mostrada na figura, sabendo que é perpendicular a ?
∗ 7) A figura deste exercício mostra uma espira retangular colocada entre os polos de um ímã. Utilizando a
regra do tapa, responda:
a) Qual o sentido da força magnética que atua em cada um dos lados GE, ED, DC?
b) Descreva o movimento que a espira tende a adquirir.
∗∗ 8) Uma partícula (núcleo do átomo de He) penetra em uma região EFGH onde existem um campo
magnético uniforme e é desviada da maneira mostrada. Nesse caso, qual o sentido do campo magnético?
∗∗ 9) Um feixe, constituído por prótons e elétrons, todos com a mesma velocidade, é lançado
horizontalmente de oeste para leste em um laboratório, onde o campo magnético terrestre é horizontal.
Dentre as alternativas, qual está errada?
a) Uma força magnética atuará tanto sobre os prótons quanto sobre os elétrons do feixe.
b) Os prótons são desviados para cima.
c) Os elétrons são desviados para baixo.
d) A força magnética em um próton tem módulo igual à força magnética em um elétron.
e) O desvio sofrido por um próton é igual ao desvio sofrido por um elétron.
∗∗ 10) Um elétron foi lançado em um campo magnético com uma velocidade inicial não paralela ao campo.
Após se deslocar naquela região por algum tempo, o elétron abandonou o campo com uma velocidade
final. Supondo que a única força que atuou no elétron tenha sido a força magnética, podemos afirmar que:
(01) A força magnética sempre atuou perpendicularmente à velocidade do elétron.
(02) A força magnética provocou variações na direção da velocidade do elétron.
(04) O trabalho realizado pela força magnética sobre o elétron foi nulo.
(08) A ação da força magnética não provocou alteração na energia cinética do elétron.
(16) O módulo da velocidade final é igual ao módulo da velocidade inicial.
∗∗ 11) Um feixe de elétrons incide horizontalmente no centro de um anteparo vertical, como mostra a
figura.
a) Se for aplicado ao feixe apenas o campo elétrico mostrado, para onde desviam os elétrons?
b) E se for aplicado apenas o campo magnético mostrado?
c) Qual a região do anteparo que seria atingida se ambos os campos fossem aplicados simultaneamente?
∗∗ 12) Um feixe de partículas ionizadas está descrevendo uma trajetória circular em um campo magnético
uniforme = 0,10 .
a) Qual é o ângulo entre o vetor campo magnético e a velocidade das partículas?
b) Sabendo-se que a carga de cada partícula é = 8,0 · 10
e que elas se movem com uma velocidade
= 2,0 · 10 / , determine o módulo da força magnética em cada partícula.
c) Qual é, então, o valor da força centrípeta em cada partícula?
d) Sabendo que cada partícula tem massa = 6,0 · 10 ! "#, calcule o raio da trajetória.
e) Calcule o período e a frequência do movimento.
∗∗ 13) O fio horizontal AC da figura tem comprimento $, massa , e está inserido em um campo magnético
uniforme de módulo . Sendo # o valor da aceleração da gravidade local, determine a intensidade e o
sentido da corrente % de modo que a barra esteja suspensa em equilíbrio.
∗∗∗ 14) Uma barra CD, de massa = 200#, está apoiada sobre dois fios horizontais, separados por uma
distância ' = 30( , como mostra a figura. O campo magnético é igual a 0,20 , é um reostato e o
coeficiente de atrito estático é igual a 0,30.
a) Aumentando-se a intensidade da corrente através do reostato, para qual valor desta corrente a barra
começará a se mover? (considere # = 10 / ²).
b) Supondo que a barra iniciou seu movimento, a partir do repouso, quando % = 10+, calcule a distância
que a barra percorre em 0,60 considerando que o coeficiente de atrito cinético é 0,20.
∗∗ 15) Uma partícula com massa é lançada com velocidade em um campo uniforme, cujas linhas estão
representadas na figura. Qual tipo de movimento a partícula terá supondo que as linhas representam a) um
campo elétrico, b) um campo magnético e c) um campo gravitacional?
∗∗∗ 16) A figura abaixo representa um espectrômetro de massa,
que mede a massa do átomo de um elemento químico. A fonte F
produz átomos ionizados de carga + que são acelerados por
uma voltagem -, adquirindo uma velocidade . Os íons então
penetram numa região onde há um campo magnético uniforme
e descrevem uma trajetória semicircular de raio , atingindo
então uma chapa fotográfica.
a) Mostre que = 2 -/ .
b) Deduza uma expressão que forneça a massa de cada átomo
quando é conhecido o valor da carga e são medidos , e -.
∗∗∗ 17) Uma barra condutora metálica . está apoiada sobre dois trilhos, também condutores, separados
por uma distância /. Os trilhos são muito lisos e formam um ângulo 0 com a horizontal. Na região, existe um
campo magnético = 0,20 , conforme a figura, e a bateria fornece uma corrente % à barra, tal que ela
permanece em equilíbrio na posição mostrada. Sendo e massa da barra e # a aceleração da gravidade
local, determine a intensidade e o sentido de %.