FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 32 MAGNETISMO: FORÇA MAGNÉTICA REVISÃO

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1 FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 32 MAGNETISMO: FORÇA MAGNÉTICA REVISÃO

2 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) v + q b) v q + c) v q d) - q v

3 Fixação 2) Um corpúsculo de 1 μc é lançado perpendicularmente a um campo de indução magnética = 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 b) N e) N c) N

4 ixação ) Uma partícula com massa m = kg, eletrizada com carga elétrica q = +5 μc, penetra elo ponto A do anteparo em uma região, na qual existe um campo magnético de indução =,5 T orientado conforme a figura. A m q l q v Se, ao entrar na região, a partícula tem velocidade = m/s, determine: ) a intensidade da força magnética que age na partícula durante seu movimento no interior o campo magnético; ) a distância do ponto A ao ponto do anteparo contra o qual a partícula se choca; ) o intervalo de tempo decorrido entre a entrada da partícula pelo ponto A e o choque contra anteparo no ponto.

5 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. Devido à ação desse campo sobre a carga, a partícula descreve uma semicircunferência e retorna para a esquerda com velocidade, paralela a, com =, como na figura. v u = -v Região de campo magnético uniforme a) Qual é a direção das linhas desse campo magnético? b) Explique por que =

6 ixação ) Uma partícula α (m = 4u. m. a; q = +2e) e um dêuteron (m = 2u. m. a; q = +e) são lançados om a mesma energia cinética, perpendicular às linhas do campo de indução magnética de um spectrômetro de massa. A trajetória circular descrita por cada uma dessas partículas. 1 ) apresenta o mesmo raio para ambas as partículas. ) apresenta raio maior para a partícula α. ) apresenta raio maior para o dêuteron. ) depende das dimensões do espectrômetro de massa. )depende exclusivamente do sinal da carga.

7 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 10 7 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 C/kg. m Determine: a) a intensidade, a direção e o sentido do campo de indução V magnética; A b) o tempo gasto pelo elétron para percorrer a semicircunferência A. R A O

8 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. v

9 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

10 3) (FUVEST) Um campo magnético uniforme, = 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 10 5 m/s. (Carga do elétron e = 1,6 x 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?

11 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 da caixa com uma velocidade de 3,14 x 10 4 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 C e a massa 9,1 x kg.) Com base nesses dados, pede-se: a) o valor de x, em centímetro; b) o módulo da indução magnética, em tesla; c) o tempo em segundo do elétron no interior da caixa, decorrido desde sua entrada até sua saída. h

12 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 10 5 V/m. Sabendo-se que a razão carga/ massa do elétron vale 1,76 x 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 = 1,0 x 10-2 T. c) Qual é o raio da órbita descrita pelo elétron?

13 6) Um íon positivo (q = 1,6 x C e m = 32 x kg) é lançado perpendicularmente às linhas de indução do campo magnético uniforme de um espectrômetro de Dempster, com velocidade de módulo 2,0 x 10 5 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), situado 80 cm à esquerda de P; d), situado 16 cm à esquerda de P; e) A ou, distante(s) 8,0 cm de P, dependendo da fonte lançadora.

14 7) Um corpo eletrizado positivamente, com 5 μc e velocidade 1,0 x 10 4 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/s 2 ). A massa desse corpo, em gramas, é: a) 100 v b) 50 c) 30 d) 20 e) 10

15 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 P 1 penetra na câmara no ponto A e sai em C. A partícula P 2 penetra em e sai em A. a) Quais os sinais das cargas q 1 e q 2 das partículas? C b) Sendo q 1 = q 2, v 1 = v 2 e A = C, qual a relação entre as massas m 1 e m 2 das partículas? v 2 A v 1

16 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/s 2 no sentido indicado na figura, calcule a aceleração resultante sobre a partícula, no exato instante em que ela penetra na região com campo magnético.