FORÇA MAGNÉTICA

 

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

1. UNIMONTES Um íon de massa 6,7 × 10^-27kg e carga 3,2 × 10^-19C entra numa região onde existe um campo magnético uniforme de módulo B = 0,2 T (Figura a seguir). O íon entra na região com velocidade de módulo constante, v = 2,2 × 10⁵m/s, passando pelo ponto P1, descreve uma semicircunferência e deixa a região passando pelo ponto P2.

A distância entre os pontos P1 e P2 é, aproximadamente, igual a

A) 110 cm.

B) 10,0 cm.

C) 4,6 cm.

D) 0,23 cm.

Link para resolução  https://youtu.be/_E2ZWKL5fyw

2.EEAR A figura a seguir representa dois condutores longos, retilíneos e de diâmetros desprezíveis que estão no vácuo e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade e sentidos contrários, adotando o sentido convencional da corrente elétrica. Partículas alfa (α), compostas de dois prótons e dois nêutrons, são arremessadas com velocidade inicial não nula em uma trajetória, inicialmente retilínea, equidistante e coplanar aos condutores, conforme a figura. Nessas condições, a força magnética sobre as partículas, logo após essas saírem da fonte, terá direção perpendicular a trajetória retilínea inicial de V e em sentido.

Link para resolução https://youtu.be/MLg58ezbh8U

3.FUVEST  Dois fios muito longos transportam, cada um deles, uma corrente elétrica de intensidade I, conforme indicado na figura. Uma partícula de carga +Q, situada a uma distância R de cada um dos fios, move-se com velocidade constante ao longo da direção z.

Note e adote:O campo magnético produzido por um fio muito longo transportando uma corrente de valor I tem módulo aproximadamente dado por μ0 I/2πr, sendo r a distância do fio até o ponto e μ0 corresponde a constante de permeabilidade magnética.

O módulo e sentido da força magnética atuando sobre a carga devido ao campo magnético produzido pelos fios são dados por:

(A) 0

(B) QVμ0I/πR e aponta na direção −y

(C) QVμ0I/πR e aponta na direção y

(D) QVμ0I/πR e aponta na direção −x

(E) QVμ0I/πR e aponta na direção x

link para resolução  https://youtu.be/zg--MNIMHZE

4.PISM  O círculo tracejado da figura abaixo representa a trajetória circular de um elétron “e” em uma região onde é definido um campo magnético. Sabendo que o sentido do movimento do elétron é horário (ver figura), qual das alternativas a seguir define corretamente o sentido e direção do campo magnético e a força magnética, respectivamente, no instante em que o elétron ocupa a posição indicada na figura? Use o sistema de coordenadas definido na figura:

A.           +y e -x 

B.           -x e +z 

C.           -x e +y 

D.           -z e +x 

E.           +z e +y

Link para a resolução  https://youtu.be/GNegZ-1P--4

5.UFRGS  Um feixe contendo partículas com cargas de mesmo módulo, mesma velocidade v e com massas m₁ e m₂=2m₁ penetra em uma região onde existe um campo magnético B, perpendicularmente a ele. A figura abaixo representa a situação descrita.

 

As semicircunferências a e b representam as trajetórias seguidas pelas cargas. Com base na figura, pode-se afirmar que 

A.           a trajetória a pertence à partícula de menor massa, que tem carga negativa. 

B.           a trajetória b pertence à partícula de menor massa, que tem carga positiva. 

C.           a trajetória a pertence à partícula de maior massa, que tem carga negativa. 

D.           a trajetória b pertence à partícula de maior massa, que tem carga negativa. 

E.           a trajetória a pertence à partícula de maior massa, que tem carga positiva.

link para resolução   https://youtu.be/WDWbvU8F4Zk

6. UFU Uma carga negativa q se move com velocidade v, aproximando-se de um fio pelo qual passa corrente elétrica i, como ilustrado na figura abaixo. 

Nessas condições, a teoria eletromagnética prevê que a carga q 

A) será repelida eletricamente pelo fio, aumentando o módulo de sua velocidade. 

B) será atraída magneticamente pelo fio, aumentando o módulo de sua velocidade. 

C) será desviada magneticamente em sua trajetória, mantendo o módulo de sua velocidade. 

D) não sofrerá nenhuma força exercida pelo fio, mantendo o módulo de sua velocidade. 

link para resolução   https://youtu.be/wN4ktQz71vw

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1. PISM  Uma partícula de massa mp, carga elétrica -q e vetor velocidade inicial vi (orientado ao longo do eixo x positivo) entra em uma região do espaço que possui campo magnético constante e uniforme B (orientado ao longo do eixo z positivo) e campo elétrico constante e uniforme E (orientado ao longo do eixo y positivo), logo são perpendiculares entre si (conforme figura abaixo – parte A). A carga está alinhada com a fenda F1.

A) Encontre uma expressão para a intensidade do vetor velocidade inicial Vi para que a partícula viaje, dentro dos campos, em linha reta para que possa passar pela fenda F1. Supondo que o módulo do campo magnético seja de 500mT e o módulo do campo elétrico seja 10V/m, qual a intensidade desta velocidade? 

B) Após passar pela fenda F1 a partícula entra em uma região sujeita a uma diferença de potencial 𝜹V (como ilustrado na figura acima – parte B). Encontre uma expressão para o módulo do vetor velocidade final Vf da partícula ao passar pela fenda F2 (as duas fendas estão alinhadas). Suponha que a massa da partícula seja m = 1,6x10^-27 kg, que sua carga seja q = 1,6x10^-19 C e que a diferença de potencial 𝜹V = 2,5 µV. 

C) Se, por algum motivo a intensidade do vetor velocidade inicial Vi for muito maior que o valor encontrado no item (a), o que ocorrerá com a partícula? Em outras palavras, para onde a partícula irá se dirigir?

link para resolução   https://youtu.be/fYXxce-tZhE

2. PISM  Nos laboratórios do Grupo de pesquisa de Física Atômica e Molecular da UFJF existem diversos equipamentos. Um, em especial, é responsável por realizar implantação iônica no qual íons são gerados, em repouso, e acelerados em direção a um alvo, onde se pretende implantá-los. A distância entre fonte e alvo é de 3 m. Em razão da massa dos íons e de sua energia cinética, pode-se controlar a profundidade da implantação. Um dos íons utilizados é o de Li+ (massa 1x10^-28 Kg e carga +e). Em um primeiro momento os íons são acelerados por uma diferença de potencial de 5,62 KV, sendo a linha de aceleração retilínea. Em seguida entram (com velocidade constante) em uma região onde atua um campo magnético constante de 0,5 T, perpendicular a linha de progressão dos íons. Nessa mesma região, um campo elétrico perpendicular à linha de progressão e ao campo magnético é aplicado. Desta forma é criado um filtro Wien, apresentado na figura ao lado, e apenas os íons desejados colidem com o alvo. 

Considerando que não existem perdas de energia e que a carga do elétron é igual a 1,6x10^-19 C, responda:

A) Qual a energia cinética dos íons quando eles saem da região de aceleração?

B) Qual deve ser o campo elétrico aplicado para que os íons atravessem o acelerador sem sofrer desvios?

link para resolução  https://youtu.be/65SWhiL5pIU

3. ENEM Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6 A percorra uma barra condutora de comprimento L = 5 cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 × 10^–2 N/cm. O sistema mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado o botão, a barra sairá da posição de equilíbrio a uma velocidade média de 5 m/s e atingirá a catraca em 6 milisegundos, abrindo a porta.

A intensidade do campo magnético, para que o dispositivo funcione corretamente, é de

A.           5 × 10^–1 T.

B.           5 × 10^–2 T.

C.           5 × 10¹ T.

D.           2 × 10^–2 T.

E.           2 × 10⁰ T.

link para resolução https://youtu.be/lUT6fogr7ZY

RESPOSTAS

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO

1.C    2.B    3.B    4.C    5.A    6.C

EXERCÍCIOS PROPOSTOS

1.A. 20M/S, B.30 M/S,  C.A partícula descreveria uma trajetória parabólica, para cima, se afastando do eixo x    2. A 9 x 10^-16 J  B. 2,1 x 10 ⁶ N/C    3.A