MAGNETISMO: FORÇA MAGNÉTICA — REVISÃO

FÍSICA - 2o ANO
MÓDULO 32
MAGNETISMO: FORÇA
MAGNÉTICA — REVISÃO
Fixação
1) Em cada caso mostrado abaixo, determine a força magnética (direção e sentido) que atua na
carga elétrica q, lançada com velocidade no campo magnético de indução .
a)
b)
v
+
B
v
B
+
q
B
c)
v
q
q
-
d)
B
q
v
-
Fixação
2) Um corpúsculo de 1 μC é lançado perpendicularmente a um campo de indução magnética
B = 2 T, com velocidade v = 1 m/s. Nessas condições, a força magnética sobre o corpúsculo
tem intensidade de:
a) 10-6 N
d) zero
-6
b) 3 . 10 N
e) 4 . 10-6 N
-6
c) 2 . 10 N
Fixação
F
3) Uma partícula com massa m = 3 . 10-9 kg, eletrizada com carga elétrica q = +5 μC, penetra4
pelo ponto A do anteparo em uma região, na qual existe um campo magnético de indução B =p
0,5 T orientado conforme a figura.
u
A
m
q
v
B
l
q
c
Se, ao entrar na região, a partícula tem velocidade
v = 4. 102 m/s, determine:
a) a intensidade da força magnética que age na partícula durante seu movimento no interior
do campo magnético;
b) a distância do ponto A ao ponto B do anteparo contra o qual a partícula se choca;
c) o intervalo de tempo decorrido entre a entrada da partícula pelo ponto A e o choque contra
o anteparo no ponto B.
Fixação
4) Uma partícula de pequena massa e eletricamente carregada, movimentando-se da esquerda
para a direita com velocidade constante, entra numa região em que há um campo magnético
uniforme.
v
Devido à ação desse campo sobre a carga, a partícula descreve uma semicircunferência e retorna para a esRegião
q u e r d a c o m v e l o c i d a d e , p a r a l e l a a , c o m | | = | |,
de campo
como na figura.
magnético
a) Qual é a direção das linhas desse campo magnético?
b) Explique por que | | = | |
u = -v
uniforme
Fixação
F
5) Uma partícula α (m = 4u. m. a; q = +2e) e um dêuteron (m = 2u. m. a; q = +e) são lançados6
com a mesma energia cinética, perpendicular às linhas do campo de indução magnética de umf
espectrômetro de massa. A trajetória circular descrita por cada uma dessas partículas.
1
a) apresenta o mesmo raio para ambas as partículas.
e
b) apresenta raio maior para a partícula α.
c) apresenta raio maior para o dêuteron.
a
d) depende das dimensões do espectrômetro de massa.
m
e)depende exclusivamente do sinal da carga.
b
ê
Fixação
6) Um elétron entra na região sombreada da figura, onde existe um campo magnético uniforme. No ponto A, a velocidade do elétron é v = 3,52 x 107 m/s. O raio da trajetória é R =
1,0 x 10-2 m e a razão carga-massa do
e
elétron é, em valor absoluto, –– = 1,76 x 1011 C/kg.
m
Determine:
a) a intensidade, a direção e o sentido do campo de indução
VA
magnética;
b) o tempo gasto pelo elétron para percorrer a semicircunferência AB.
R
A
O
B
Proposto
1) Um feixe de partículas contendo prótons, elétrons e nêutrons, todas
com mesma velocidade, penetra numa região de campo magnético de
indução uniforme, conforme a figura ao lado.
Esboce qualitativamente a trajetória descrita por essas partículas no
interior do campo magnético. Justifique sua resposta.
B
v
Proposto
2) Uma partícula de carga 200 μC movimenta-se numa direção perpendicular a um
campo magnético uniforme de intensidade 0,25 T, ficando sujeita a uma força de
10-3 N. A velocidade da partícula, em m/s, será de:
a) 10
b) 20
c) 40
d) 50
Proposto
3) (FUVEST) Um campo magnético uniforme, B = 5,0 x 10-4 T, está aplicado no sentido positivo
do eixo y. Um elétron é lançado através do campo, no sentido positivo do eixo z, com uma
velocidade de 2,0 x 105 m/s. (Carga do elétron e = 1,6 x 10-19 C.)
a) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força magnética aplicada sobre o elétron no
instante inicial?
b) Qual a trajetória descrita pelo elétron?
c) Qual é o trabalho realizado pela força magnética?
Proposto
4) A figura mostra a vista frontal de uma caixa, no interior da qual há
um campo magnético uniforme, de indução, orientado perpendicularmente à parede do fundo da caixa, penetrando na mesma.
Através de um orifício lateral, um elétron é projetado para o interior
h
da caixa com uma velocidade de 3,14 x 104 m/s, perpendicularmente
ao campo , de modo a sair por outro orifício lateral, perpendicularmente
à parede da caixa, numa posição definida pela distância x. A posição
h, que define a entrada do elétron na caixa vale 3,14cm. (Considere a
carga do elétron 1,6 x 10-19 C e a massa 9,1 x 10-31 kg.)
Com base nesses dados, pede-se:
a) o valor de x, em centímetro;
b) o módulo da indução magnética B, em tesla;
c) o tempo em segundo do elétron no interior da caixa, decorrido
desde sua entrada até sua saída.
B
Proposto
5) (UNICAMP) Um elétron é acelerado, a partir do repouso, ao longo de 8,8 mm, por um campo
elétrico constante e uniforme de módulo E = 1,0 x 105 V/m. Sabendo-se que a razão carga/
massa do elétron vale 1,76 x 1011 C/kg, calcule:
a) a aceleração do elétron;
b) a velocidade final do elétron;
Ao abandonar o campo elétrico, o elétron penetra perpendicularmente a um campo magnético
constante e uniforme de módulo B = 1,0 x 10-2 T.
c) Qual é o raio da órbita descrita pelo elétron?
Proposto
6) Um íon positivo (q = 1,6 x 10-19 C e m = 32 x 10-26 kg) é lançado perpendicularmente às linhas
de indução do campo magnético uniforme de um espectrômetro de Dempster, com velocidade
de módulo 2,0 x 105 m/s. A intensidade de, nesse caso, é 0,5 T. Esse íon, após descrever sua
trajetória no interior da câmara, atingirá o ponto:
a) A, situado 8,0 cm à direita de P;
b) A, situado 16 cm à direita de P;
c) B, situado 80 cm à esquerda de P;
d) B, situado 16 cm à esquerda de P;
e) A ou B, distante(s) 8,0 cm de P, dependendo da fonte “lançadora”.
Proposto
7) Um corpo eletrizado positivamente, com 5 μC e velocidade 1,0 x 104 m/s, penetra em um
campo magnético uniforme de intensidade 2T, como mostra a figura, e não sofre desvio na sua
trajetória horizontal. (Adote g = 10 m/s2 ). A massa desse corpo, em gramas, é:
a) 100
B
v
b) 50
c) 30
d) 20
e) 10
Proposto
8) (FUVEST) A figura representa as trajetórias de duas partículas eletrizadas, que penetram
numa câmara de bolhas onde há um campo magnético uniforme, orientado perpendicularmente
para dentro do plano do papel. A partícula P1 penetra na câmara no ponto A e sai em C. A
partícula P2 penetra em B e sai em A.
C
a) Quais os sinais das cargas q1 e q2 das partículas?
b) Sendo | q1| = | q2|, |v1| = | v2| e AB = BC, qual a relação entre as
massas m1 e m2 das partículas?
B
A
v2
v1
Proposto
9) (UFGO) Uma partícula de massa igual a 20 mg (miligramas) com carga de 100 μC (1 μ = 10-6),
deslocando-se com velocidade de 1,0 cm/s ao longo da direção x, entra em uma região com campo
magnético uniforme, de intensidade igual a 10T, apontando na direção perpendicular ao plano do
papel e sentido indicado na figura.
a) Qual seria a trajetória descrita pela partícula, se, na região de campo magnético, os efeitos
da aceleração gravitacional fossem desprezados?
b) Determine o módulo, a direção e o sentido da força magnética exercida sobre a partícula,
no instante em que ela penetra na região de campo magnético.
c) Considerando, agora, que a partícula esteja também sujeita a uma aceleração gravitacional
de intensidade g = 10 m/s2 no sentido indicado na figura, calcule a aceleração resultante sobre
a partícula, no exato instante em que ela penetra na região com campo magnético.