Física E Intensivo v. 2

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1 Física E Intensivo v. Exercícios ) A ) D Polos com indicações contrárias se atraem e polos com indicações iguais se repelem. 8. Incorreta. O principio da inseparidade magnética assegura que todo rompimento de um ímã forma novos ímãs com dois polos magnéticos contrários. 3) A Lembre-se de que ímã atrai ferro independentemente da polaridade e que polos de mesmo nome se repelem e de nomes opostos se atraem. 6) Correta. 4) C Ao cortarmos em b: Ao cortarmos em a: 5) 9 Comentário. Correta.. Correta. 4. Incorreta. 7) E. Verdadeiro.. Falso. orte magnético localiza-se aproximadamente no sul geográfico. 4. Verdadeiro. 8. Verdadeiro. a região dos polos, como a velocidade é paralela às linhas de indução, a força magnética é nula. 6. Falso. a Linha do Equador o valor da força magnética é nulo. 3. Verdadeiro. 64. Falso. Diminui à medida que se afasta da Terra. As forças de ação e reação, ou seja, do ferro pelo ímã e do ímã pelo ferro sempre possuem mesma intensidade, pois formam par de ação e reação. 8) A é polo norte e D é polo sul. Física E

2 9) A 4) 9. Verdadeiro.. Falso. em campo magnético é impossível utilizar uma bússola como forma de orientação. 4. Verdadeiro. A bússola se orientará tangente ao vetor campo resultante. ) C ) E O vetor campo magnético é sempre perpendicular às linhas de campo magnético, ou linhas de indução magnética. (V) Pelo enunciado, em Porto Alegre a direção do ol nascente mostrado pela bússola indica o nordeste geográfico e não o leste geográfico (a bússola indica a localização geográfica). (F) A intensidade do campo magnético terrestre é maior que a de campos magnéticos locais. (F) A bússola possui alta precisão e, por esse motivo, é utilizada para determinar direções. (V) A Terra se comporta como um grande ímã, em que o polo ul magnético está aproximadamente localizado no polo orte geográfico e vice-versa, e o polo orte geográfico não coincide exatamente com o polo ul magnético, distando um do outro aproximadamente 9 km. 5) 6) 8. Verdadeiro. 6. Verdadeiro. Até atingir o ponto Curie (temperatura em que o material perde sua magnetização). 3. Falso. Para que a bússola seja magnetizada, precisa ser imersa num campo magnético. egundo Oersted: Toda carga elétrica em movimento gera ao seu redor um campo magnético. ) A 3) C Campo magnético uniforme tem como característica linhas de campo paralelas entre si e igualmente distanciadas. omente as substâncias ditas ferromagnéticas (ferro) orientam facilmente seus ímãs elementares quando aplicadas sobre eles. µ 7 o. i 4π T πr π. 4. µ 7 o. i 4π T πr π.. resultante em A resultante em A 3. 5 Tesla Física E

3 7) A ) C R 4R i A 8) R cm i 6 A Assim, em O: (campo nulo) µ. i µ. i R R 3 4R i i 3A R ) a) µ. i R 4 π ,,π. 5 T π. 6 9). Verdadeiro.. Falso. ão está contido no plano da espira. 4. Falso. Dentro e fora da espira os campos teriam sentidos opostos. Repare na suposição de uma corrente horária. L i 5 A b) πt espiras m µ. i. L 4π π 4 8. Falso. Dobramos também o campo. 6. Falso. O campo cai pela metade. 3. Falso. úcleo de Fe x πt Física E 3

4 ) a) 9, V; b) 8π. 5 T a) 9, V; V ε r. i 8 ε ε ε 9 V b) 8π. 5 T O campo no interior do solenoide é uniforme e dado pela expressão: L cm. m i ma. 3 A µ 3) orte: U, V e Y. ul: T, X e Z. π 7 3. i π. 5 T L. 4. Correto. A expressão da força magnética sobre uma carga em movimento é dada por: F mag. q. v. sen θ, se uma carga for lançada perpendicularmente na região, temos: sen θ sen 9 o, logo a força magnética é máxima, portanto a força é perpendicular à trajetória, sendo considerada centrípeta, e assim, a carga terá um movimento circular e uniforme. 8. Correto. A expressão da força magnética sobre uma carga em movimento é dada por: F mag. q. v. sen θ, se uma carga for lançada paralelamente na região, temos: sen θ sen o, logo a força magnética é nula. A partícula atravessa a região sem sofrer desvio. 6) 5. Verdadeiro. Utilizar a regra da mão direita.. Falso. omente cargas em movimento criam campos magnéticos. 4. Falso. Quando a velocidade da carga e as linhas do campo magnético forem paralelos, a força magnética é nula. 8. Verdadeiro. O campo magnético pode alterar a direção da velocidade. 6. Verdadeiro. Quando v e forem perpendiculares, o movimento da partícula será circular. 7) 8) C Como a força magnética é sempre perpendicular ao movimento da carga, o trabalho associado a esta é sempre igual a zero. 4) D I. Correto. A expressão do fluxo magnético no interior de uma espira é dada por: ϕ. A. sen θ, então φ. A. sen θ Assim, Testa Wb. m II. Correto. III. Correto. Lembre-se que a massa do próton é cerca de 8 vezes maior que a massa do elétron. Portanto, a trajetória com maior raio é o próton (), pois: R m. v q. Pela regra da mão direita. 5) 5. Correto. Aplicamos a regra da mão direita para definir o sentido da força magnética. Pois a expressão da força magnética sobre uma carga em movimento é dada por: F mag. q. v. sen θ. Correto. É sempre perpendicular aos vetores velocidade de lançamento e vetor campo magnético. 4 Física E

5 9) 44. Incorreta. O período (T) do movimento é dado por T. π. m, e a frequência (f) é igual a. q f T.. Incorreta. Quando a carga se move na direção do campo, não atua força magnética sobre ela. 4. Correta. Aplicar, por exemplo, a regra do tapa da mão direita. 8. Correta. O passo da hélice é dado por: o π d v cosθ T d cos / 6 π 3 d m 6. Incorreta. o tempo de um período, a partícula se desloca um passo da hélice cilíndrica. 3. Correta. O raio da trajetória é dado por: R m. v q., ou seja, o raio da trajetória é inversamente proporcional ao módulo de. Assim, se aumenta, R diminui na mesma proporção. 3) D 6 33) E 34) D 35) A Ao penetrar perpendicularmente num campo magnético uniforme, uma carga elétrica descreve uma trajetória circular de raio: R m. v como: v q. v v R R, m. v m. v m. v Teremos: R R R q. q. q. m. v m v q.. q. m v. m. v q. q. q q. m m uma situação em que o ângulo formado entre o vetor velocidade e o vetor campo for oblíquo, a trajetória descrita será helicoidal. E,5 kv/m vertical para cima,4 T 3) E O termo aurora refere-se à luz; seja ela do sul austral, seja ela do norte boreal. Como o elétron está em movimento circular uniforme, o módulo de sua velocidade deve ser constante, assim como sua aceleração, que, nesse caso, é a resultante centrípeta. 3) A a primeira etapa (campo magnético) o elétron é lançado para fora do plano, pois a força magnética representada na figura abaixo aponta para fora da região do campo, e na segunda etapa (campo elétrico) o elétron é desviado para cima em direção à placa positivamente carregada devido à ação da força elétrica indicada na figura abaixo. Como q <, a F elétrica e o E são vetores opostos, para que a trajetória não seja alterada, a F magnética será oposta à F elétrica. Logo, tem-se que: e ímã e e F el F mag placas I II O III IV anteparo F ELÉ. F MAG. q. E. q. v E v 5 4, v 375 m/s Física E 5

6 Já a direção e o sentido do campo magnético são dados pela regra da mão direita: 4. Verdadeiro. 8. Falso. 6. Falso. 3. Verdadeiro. 64. Falso. 38) A 36) a) 5,. 4 m/s b) F E E +q F M v em alteração de velocidade MRU F resultante Então: Comentário Temos um fio conduzindo uma corrente elétrica, o qual está perpendicular a um campo magnético (9 ). A força magnética será máxima, e para ficar em equilíbrio terá que ter o mesmo módulo do peso, mas sentido oposto, ou deverá apontar para cima. Assim, a corrente deverá ser para a direita, aplicando a regra da mão direita. F M P. i. L m. g,5. i.,5. i,3 A 39) 68 a) 5,. 4 m/s Felétrica Fmagnética q. E. v. q. sen 9 o v v 5. 4 m/s b) 37) 38 Pela regra da mão direita. elétron I 4) C A força é perpendicular ao plano da folha, entrando nela.. Falsa.. Falsa. 4. Verdadeira. 8. Falsa. 6. Falsa. 3. Falsa. 64. Verdadeira. F. i. L. senθ v II nêutron fonte de partículas III próton. Falso.. Verdadeiro. 6 Física E

7 4) D 45) A A força magnética produzida não realiza torque em relação ao eixo de rotação. L, m,5 T i A 4) C F µ. i. i. L πd 7 4. π.... F π. 5. F 6. 3, e a força é de repulsão entre os fios se as correntes possuem sentidos opostos. 43) E As forças magnéticas em fios paralelos com corrente no mesmo sentido é de atração, como mostrado abaixo. F. i. L. sen θ F,5..,. sen 9 o F o equilíbrio F elástica P + F M 3 F k. x 3.. x x,3 m 46) a),. Wb. b) 3,6. Wb. c),. V. θ 6 o F i i i l F i l Como as forças constituem um par ação e reação, suas intensidades são iguais. 44) 6. Incorreta. O campo magnético resultante que atua no fio 4 aponta para nordeste.. Correta. 4. Incorreta. Os fios e 3 atraem-se mutuamente. 8. Correta. 6. Correta. 3. Incorreta. Aponta para nordeste. 47) a). A. cos θ.,. cos 6 o,. wb b). A. cos θ 6.,. cos θ 3,6. wb c) ε 4..,. V 3. A produçã de energia está ligada ao fenômeno da indução eletromagnética, que acontece quando se provoca uma variação de fluxo magnética no interior de uma bobina. Física E 7

8 48) 4. Incorreta. Entre t 4 s e t 5 s não há força eletromotriz induzida, pois o fluxo permanece constante.. Incorreta. ε φ ε. A.cos θ 4. ( ). π. π ε ε,6 V 4. Incorreta. ε φ ε. A.cos θ 4. ( ). π. π ε ε,6 V 8. Correta. ε φ ε. A.cos θ 8. ( ). π. π ε 6 5 ε,6 V... i ε R i 6, 8 i, A 6. Correta. 3. Incorreta. A força eletromotriz pode ser calculada com base na lei de Faraday. 49) E 5) C De acordo com a lei de Faraday-eumann, a corrente elétrica induzida num circuito fechado ocorre quando há variação do fluxo magnético através do circuito. Apenas nas regiões onde ocorre variação do campo magnético. 5) C 5) E 53) C 54) C ó haverá indução de corrente na espira quando, de algum modo, a corrente i que circula no circuito produzir na espira um fluxo magnético variável no tempo (lei de Lenz). Isso só ocorre na proposição apresentada na alternativa (c). Comentário º trecho ε i t R R 5. ε i R i A º trecho 5 ε i R i A 3º trecho 4 5. ε i. R i + A 4º trecho 4 5. ε i R i A º trecho 5. ε i R i + A 3 Q P P m. c. T.., P. (4 J) P 4 W 8 Física E

9 ε V ε,8 V ε. v. L,8,8. v. v m/s V P R V V V,8 V 55) L I m 57) C 8. Verdadeira. A variação do fluxo por tempo será maior ε 6. Verdadeira. 3. Falsa. 64. Verdadeira. I. Correta. Toda alteração de posição ou intensidade do campo magnético no interior de uma espira gera uma corrente induzida. II. Correta. O fluxo magnético existe, porém, como a variação do fluxo é nula, a corrente elétrica induzida na espira também é nula. III. Incorreto. O sentido da corrente induzida na espira surge para se opor à variação do fluxo magnético no interior daquela, logo, depende do afastamente ou da aproximação do ímã para com a espira. 58) A I. ε v.. 3,8. 5 v v 4 m/s v v o + X (4) +.. X 96 X X 9,8 m 56) 94 o momento em que a chave C é fechada, o campo magnético gerado por esse solenoide sobre o seguinte está aumentando. O campo gerado no solenoide abaixo é horizontal para direita e está aumentando. A corrente induzida cria um campo no sentido contrário; logo, horizontal para a esquerda. Perceba o sentido da corrente induzida. II.. Falsa. O campo magnético decresce com o aumento da distância. Como as espiras se distanciam do fio, o campo magnético no seu interior diminui.. Verdadeira. 4. Falsa.. Física E 9

10 59) A O sentido na corrente elétrica no circuito será no sentido indicado na figura adicional abaixo. A corrente elétrica cria um campo magnético do lado direito do fio com sentido para fora do plano da página, logo, a corrente induzida surge no sentido de se opor à variação de campo magnético no interior das espiras A e, assim, a corrente elétrica induzida nas espiras A e possui mesmo sentido horário. R i A 6) Hidroelétrica, porque a usina faz o uso da energia potencial, posteriormente cinética, da água para transformar em energia elétrica. 63) 4. Verdadeira.. Falsa. A indução eletromagnética é ocasionada por valores de correntes variáveis que induzem o aparecimento de correntes induzidas no secundário. 4. Falsa. Um transformador não funciona ligando o primário a uma fonte de tensão contínua. (bateria) 8. Verdadeira. V V V 5 V V. 6. Falsa. Tanto a tensão quanto a corrente sofrem transformações. 3. Verdadeira. Ø. A. cos θ 64) D 6) 3. Verdadeira.. Falsa. Lei de Lenz: O sentido se opõe à causa. 4. Verdadeira. ε 8. Verdadeira. 6. Falsa. Fluxo magnético constante não gera indução eletromagnética. 3. Falsa. O sentido quando o ímã entra é oposto ao de quando sai. 6) A Quando o ímã se movimenta no tubo de cobre, há uma variação do fluxo magnético que provoca o aparecimento de uma corrente elétrica induzida. De acordo com a lei de Lenz, a força magnética gerada nesse anel de cobre deve opor-se a esse movimento, assim a corrente elétrica induzida tem sentido horário, de acordo com a regra da mão direita. As linhas de indução magnética no ímã estão saindo do polo norte e chegando ao polo sul. Tal configuração está representada na alternativa A. i V V i A V V V V V i. i. i. i A P V. i P. P W 65) a) 4; b) 4 A a) V V b) P primário P secundário + P secundário (conservação da energia) 8 P secundário + V. i 8 P secundário P secundário + 33 P secundário 48 V. i 48. i 48 i 4 A Física E