Força Magnética ( ) Gabarito: Página 1. F = -k x F = -k (C 0) F = -5 C. II. F tem o mesmo sentido do vetor campo

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1 orça Magnética -k x -k (C ) -5 C II Gabarito: O gráfico registra essas forças, e função do deslocaento: Resposta da questão : Coo as partículas estão etrizadas positivaente, a força étrica te o eso sentido do vetor capo M, pa regra prática da ão étrico A força agnética direita nº (regra do tapa ) é e sentido oposto ao da força étrica, coo ostra a figura Nas partículas do grupo 3, a força agnética é equilibrada pa força étrica, ou seja: q v3 q v 3 Nas partículas do grupo, a força agnética é enos intensa que a força étrica q v< q v < v < v 3 Nas partículas do grupo, a força agnética é ais intensa que a força étrica q v < q v > v > v 3 v3 < v Conclusão: v< v 3 < v Resposta da questão : [A] Na direção do oviento, age na barra duas forças: a agnética ( ) e a ástica - orça agnética: Dados: i 6 A; l 5c 5 ; θ 9 il sen θ 6 5,3 ( I) - orça ástica: Dados: k 5 N/c 5N/ A ola defora de x a x C Considerando que a vocidade édia (v 5 /s) referese ao trecho OC (que não está claro no enunciado), calculaos o deslocaento no intervalo de tepo dado 3 ( Δt 6s 6 s): ( C ) ΔS v 5 C 3 Δt 3 6 Considerando, ainda, que no ponto C a resultante das forças ( r) é nula (o que tabé não é especificado no enunciado), teos, de (I) e (II): +,3 5C,3 5C r r 5 C 5 3,3 3 5 T Resposta da questão 3: Pa regra da ão esquerda, íons de carga positiva sofre, inicialente, fora agnética para a direita, atingindo a placa C ; os íons de carga negativa sofre, inicialente, força agnética para a esquerda, atingindo a placa C A força agnética age coo resultante centrípeta: v v MAG cent q v R R q v R q R R v R R R q Resposta da questão 4: Dados: Δx L; q e q e a) A força resultante sobre o étron é a força étrica: a q a e res et e a wwwsoexatasco Página

2 b) Coo a força étrica atua apenas no eixo y, no eixo x a coponente da vocidade peranece constante, igual a v ntão: L Δx v Δt L v Δt Δt v c) No eixo y, o oviento é uniforeente variado Sendo v y : e L e L Δy a t Δy Δy v v Resposta da questão 6: 3 v q v q v q 5 7 qv 75 C/kg R R R 3 Coo o enunciado pede a resposta dividida por 7 ntão, q / 7 75 Resposta da questão 7: Dados: R 5 Ω ;r 5 Ω ; 5g,5kg;L 5c,5;i 5A;,4T;k 8N/;g /s d) Aplicando a função horária da vocidade no eixo y, co v oy : e L e L vy a t v y v y v v a) Aplicando a lei de Oh-Pouillet para o circuito: ε R+ r i ε ε 5 V A potência étrica dissipada é: ot P R i 5 5 P 5 W Resposta da questão 5: [D] b) Pa Regra da ão direita, concluíos que a força agnética na barra é vertical e para cia e te Dados: intensidade: 5 9 ag il sen9º,4( 5)(,5) N v /s;,5 T; q μc C; kg kg; d r O peso da barra é: P g,5( ) P 5 N Analisando a figura: ot Coo o peso te intensidade aior que a da força agnética, a ola está distendida, isto é, a força ástica é para cia, confore indicado no esquea: r d π cos θ cos θ θ r r 4 radianos: S S θ Δ π Δ ΔS π r I r 4 r 4 A força agnética age coo resultante centrípeta v q r R cent q v v II r Dividindo (I) por (II), encontraos o tepo para a partícula percorrer o arco Δ S: 9 ΔS π r ΔS π π Δt Δt v 4 q r v 4 q 5 4,5 5 Δt 5π s Do equilíbrio: 4 + ag P 8x+ 5 x,5 x 5 c 8 Resposta da questão 8: a) Nota: o tero força feita é, no ínio, pouco usual O hor seria força exercida ou força aplicada orça étrica: 3 3 ódulo: q 4 N direção: do eixo z (a esa do capo) sentido: o eso do eixo z, pois a carga é positiva b) Para que a partícula etrizada não sofra desvio e sua trajetória, as forças étrica e agnética deve ter a esa intensidade Assi: wwwsoexatasco Página

3 N s ag qv q,5 v 4 C Resposta da questão 9: a) A força agnética é dada pa expressão: M Q vsenθ, sendo θ o ângulo forado entre os vetores v e No caso, esses vetores são perpendiculares entre si ntão:θ 9 senθ A expressão da força agnética fica, então: Q v M A direção e o sentido dessa força são dados pa regra da ão direita para ua carga negativa, coo indicado na figura ao lado A figura ostra as forças que age na partícula assi que a penetra no capo étrico: a força gravitacional (peso) e a força étrica ssas forças são dadas por: P g e q Coo nenhua dessas forças depende do ângulo θ, a resultante e a aceração, consequenteente, tabé não depende de θ b) Coo se trata de oviento retilíneo e unifore, a força étrica deve equilibrar a força agnética, anulando a resultante entre as Assi, a força étrica deve ser vertical e para cia Coo a carga é negativa, a força étrica te sentido oposto ao do capo étrico Assi, esse capo étrico ( ) deve ser vertical, orientado para baixo, coo indica a figura abaixo M Q v Q v Resposta da questão : Para que o étron passe entre as placas se desviar-se e te que estar subetido a duas forças que se anula: ua de orige étrica e a outra de orige agnética Resposta da questão : Dados: kg; T; x 4,5 N; v /s; g /s ; θ 3 ; S 6 a) Aplicando a regra da ão direita nº (regra do tapa ), conclui-se que a força agnética sobre o bloco te a direção do eixo y Portanto, no eixo x, age apenas a força dada e a força de atrito Do gráfico dado, calculaos a intensidade da resultante (R), que te o sentido do eixo x, pois o oviento é retilíneo W R S 3 R 6 R,5 N R Calculando a aceração escalar: R a,5 a a,5 /s Coo a resultante é constante, o oviento é uniforeente variado ntão: 8± S vt+ at 6 t+,5t t + 8t 4 t t s t s (não convé) Calculando a vocidade: v v + at v +,5() v 8 /s b) Calculando o valor algébrico da coponente de atrito na direção do eixo x (f x ): + f a 4,5+ f (,5) f 4 N (constante) x x x x Para calcular o valor algébrico da coponente de atrito no eixo y (f y ), calculeos, prieiraente, a intensidade da força agnética ( ): q vsen q ( v at) sen9 (,5t) +,5t θ V/d /, 3 e qv q T v v 6 7 Portanto, e unidades de Resposta da questão : [C] 3 tesla, é igual a t N; t s 8 N Para obter o sentido dessa força teos que fazer duas hipóteses sobre o sentido do capo agnético, pois o enunciado fornece apenas a direção, que é a esa do eixo z wwwsoexatasco Página 3

4 ª) O sentido do capo agnético é o eso do eixo z: Pa regra da ão direita, a força agnética está no sentido positivo do eixo y, coo indicado na figura A figura ostra as forças que age sobre u íon: a força étrica no eso sentido do capo étrico, pois os íons são positivos; pa regra da ão direita encontraos a força agnética, oposta à força étrica Para o íons que passa pa fenda essas forças se equilibra ntão: ag et q v q v quacionando (algebricaente) o eixo y: Py + + fy gsen3 + +,5t+ fy fy,5t+ f 3,5t y t fy 3 N t s fy 3 N ª) O sentido do capo agnético é oposto ao do eixo z: Pa regra da ão direita, a força agnética está no sentido negativo do eixo y ntão, a nova equação dos valores algébricos é: Py + + fy gsen3 ( +,5t) + fy fy +,5t + f 7+,5t y t fy 7 N t s fy 3 N Mateaticaente, tudo be Poré, vejaos o valor do coeficiente de atrito para essa segunda hipótese: A força de atrito resultante terá intensidade: f f + f f f 85 3,6 N x y Mas: f f 3,6 3,6 f µ N µ µ,6 N gcos ,7 sse valor não é encontrado e nenhua taba disponív para coeficiente de atrito Vaos, então, considerar apenas os resultados da ª hipótese b) A força agnética ( ag) devida a exerce o pap de resultante centrípeta ntão: v R R cent ag qv R q v Substituindo o v pa expressão encontrada no ite anterior v, ve: R q R q c) Dado: Isolando R na expressão obtida no ite anterior, obteos: R q O novo raio, R é, então: R R q q A razão entre esses raios é: R q R R q R R R Resposta da questão 3: a) Resposta da questão 4: Resposta da questão 5: [A] Resposta da questão 6: wwwsoexatasco Página 4 a) 6 t 3 s b) R,5 c) T

5 Resposta da questão 7: a) k g/v b) Observe a figura a seguir c) v g ( Q + k ) Resposta da questão 8: Resposta da questão 9: [] Resposta da questão : Resposta da questão : a) x a; y b) V q/a Resposta da questão : wwwsoexatasco Página 5