RESOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA - FÍSICA

Transcrição

1 SOLUÇÃO PC1. O eletroímã irá gerar um campo magnético muito intenso que provocará o surgimento de uma força magnética elevada a ponto de atrair as grandes peças de ferro. SOLUÇÃO PC. A deflexão da bússola ocorre devido ao resultado da combinação do campo terrestre e do campo criado pelo condutor. Vale ressaltar que se a bússola se moveu de modo quase perpendicular à direção anterior, conclui-se que o campo criado pela corrente é bem superior ao campo criado pela Terra. SOLUÇÃO PC3. [A] RESOLUÇÃO PRATIQUE EM CASA - FÍSICA A figura mostra o sentido do vetor de indução magnética gerado por cada corrente, quando elas têm sentidos opostos. Esses vetores são de mesmo módulo e de sentidos opostos, anulando o campo magnético resultante. SOLUÇÃO PC4. [C] DADOS: m = 100 g = 0,1 kg; g = 10 m/s ; B = 1 T; i = A; L = 0,5 m. Pelas regras práticas do eletromagnetismo, constata-se que a força magnética é vertical e para baixo. A figura mostra as forças atuantes na barra. FENÔMENOS MAGNÉTICOS I 1

2 Para haver equilíbrio, a força de atrito deve ser vertical e para cima. Equacionando e equilíbrio: F f P F F m g B i L 0, ,5 at at mag at F N. at SOLUÇÃO PC5. [B] Aplicando a regra da mão direita número, ou a regra da mão esquerda, mostra-se que a barra irá se aproximar do ímã. Ressalta-se ainda que a corrente elétrica na barra irá se mover do ponto B para o ponto A. SOLUÇÃO PC6. [B] Para que a orientação dos feixes de magnetita volte a ter a configuração apresentada na figura 1, é necessário, que o campo externo (B ext ) ao ser somado vetorialmente ao campo da figura (B ) tenha como resultado o campo inicial (B 1 ). Logo: FENÔMENOS MAGNÉTICOS I

3 SOLUÇÃO PC7. [C] O campo magnético aprisiona as partículas do vento solar, de modo que elas oscilam entre o pólo norte e o pólo sul. A interação destas partículas com as partículas dos gases que fazem parte da atmosfera gera o fenômeno da aurora boreal. SOLUÇÃO PC8. Análise das alternativas: [A] Falsa. Originam também campos elétricos. [B] Falsa. Exatamente o inverso do que foi mencionado, ou seja, as linhas de indução magnética na região interna de um imã são orientadas do polo sul para o norte. [C] Falsa. As linhas de indução magnética de um solenoide reto longo são retas enquanto as linhas de força de um dipolo elétrico são radiais saindo da carga positiva e chegando na carga negativa. [D] Falsa. A expressão correta da intensidade do vetor indução magnética no centro de uma bobina chata de N espiras de raio R, quando percorrida por μ0 i uma corrente elétrica de intensidade i é igual a B N. R Verdadeira. A expressão representa a metade da intensidade do vetor indução magnética para uma espira: SOLUÇÃO PC9. μ0 i 1 μ0 i B B. R 4R Podemos garantir apenas que o feixe de radiação gama (sem carga) não é desviado pelo campo magnético, atingindo o ponto 3. Usando as regras práticas do eletromagnetismo para determinação da deflexão sofrida por uma partícula eletrizada (da mão esquerda ou da mão direita) podemos apenas garantir que o próton é desviado para a esquerda e que o elétron é desviado para a direita, sendo impossível, com os dados, detectar o ponto exato de colisão com as paredes da câmera. FENÔMENOS MAGNÉTICOS I 3

4 A figura ilustra possíveis trajetórias para o próton e para o elétron. OBSERVAÇÃO: O enunciado ficaria melhor se o segundo parágrafo fosse: Considerando o próton, o elétron e a radiação gama, uma possível combinação dos números..., respectivamente, Procuremos, então essa possível combinação. No próton e no elétron a força magnética (F m ) age como resultante centrípeta (R cent ). Sendo q o módulo da carga da partícula, m a sua massa, v a sua velocidade e B a intensidade do vetor indução magnética, calculemos o raio (r) da trajetória. m v m v Rcent F m q v B r. r q B Como a massa do próton é cerca de vezes a massa do elétron, o raio da trajetória do próton também é vezes maior. Dentre as opções dadas, fora de escala, na ordem pedida, a melhor é 1, 5 e 3. SOLUÇÃO PC10. [A] a) Correta. b) Errada. O campo elétrico somente exerce força sobre partículas eletrizadas. Como o próprio enunciado afirma, as nanopartículas devem ser conduzidas por ímãs, ou seja, por campo magnético. c) Errada. O campo magnético de um fio é proporcional ao inverso da distância. d) Errada. Apenas substâncias metálicas ferromagnéticas podem ser utilizadas. e) Errada. A utilização de eletroímãs contraria tal afirmação. 4 FENÔMENOS MAGNÉTICOS I

5 SOLUÇÃO PC11. [D] A força magnética sobre um fio é dada pela expressão: F A regra da mão direita dá a direção e o sentido da força. i. xb. Utilizando a regra da mão direita concluímos a força em cada caso, como mostra a figura abaixo: SOLUÇÃO PC1. [A] Aplicando as regras práticas do eletromagnetismo, montaram-se as figuras a seguir. FENÔMENOS MAGNÉTICOS I 5

6 A FIG I mostra que na linha em que está o fio, o vetor indução magnética B 1 devido ao fio 1, é dirigido para fora da página e que a força magnética que o fio 1 exerce sobre o fio F 1, é orientada para a direita. A FIG II mostra que na linha em que está o fio 1, o vetor indução magnética B devido ao fio, é dirigido para fora da página e que a força magnética que o fio F é orientada para a esquerda. Conclusão: essas exerce sobre o fio 1,1 forças são repulsivas, conforme mostra a FIG III. Como essas forças se comportam como um par ação-reação, elas têm mesma intensidade. Então: F1, 1. F,1 SOLUÇÃO PC13. A força magnética exerce a função de resultante centrípeta, sendo o raio da trajetória, r = x/. m V q B r q B x Rcent F mag q V B m m r V V SOLUÇÃO PC14. [B] Fm Bqv senθ Dada a equação da força magnética sobre a partícula, temos que: v 0 F 0. m 6 FENÔMENOS MAGNÉTICOS I

7 SOLUÇÃO PC15. 6 Dados para o campo elétrico: U 100 V; q 5 10 C. No campo elétrico, a força elétrica é a resultante, podendo ser aplicado o teorema da energia cinética. Supondo que a partícula tenha partido do repouso, vem: m v q U W ΔE R C q U v I m Dados para o campo magnético: 6 1 B 10 T; q 5 10 C; R 0 cm 10 m. No campo magnético, a trajetória da partícula é circular uniforme, e força magnética age como resultante centrípeta. mag m v q B R q B R cent F F q v B v v. II R m m Igualando (I) e (II): q U q B R R B q m m m U m m 4 10 kg. 10 FENÔMENOS MAGNÉTICOS I 7

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