domingo, 4 de novembro de 2012

Partículas em um Campo Magnético

1 - (Unesp 90) Uma partícula de massa m=9,1.10­¤¢kg e carga q=1,6.10­¢ªC penetra com velocidade v=4,4.10§m/s, numa região onde existe um campo de indução magnética B=1,0.10­¤T uniforme, perpendicular à trajetória da partícula e sentido para fora do papel (ver figura).

a) Calcule a força que B exerce sobre a partícula.
b) Qual é a direção dessa força em relação à trajetória da partícula?
c) Que tipo de trajetória a partícula descreve? Justifique.




2 - (Unesp 93) A figura a seguir representa as trajetórias, no interior de um campo magnético uniforme, de um par de partículas pósitron-elétron, criados no ponto P durante um fenômeno na qual a carga elétrica total é conservada.
Considerando que o campo magnético é perpendicular ao plano da figura e aponta para o leitor, responda:
a) Qual das partículas, I ou II, é o pósitron e qual é o elétron?
b) Explique como se obtém a resposta.




3 - (Unesp 95) Uma partícula de pequena massa e eletricamente carregada, movimenta-se da esquerda para a direita com velocidade constante «, entra uma região 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 mostra a figura a seguir.

a) Qual é a direção das linhas desse campo magnético?
b) Explique por que |«‚| = |«|.








 
4 - (Unicamp 93) Um campo magnético uniforme, B=5,0.10­¥T, está aplicado no sentido do eixo y. Um elétron é lançado através do campo, no sentido positivo do eixo z, com uma velocidade de 2,0.10¦m/s. Carga do elétron = -1,6.10­¢ªC.
a) Qual é o módulo, a direção e o sentido da força magnética sobre o elétron no instante inicial?
b) Que trajetória é descrita pelo elétron?
c) Qual é o trabalho realizado pela força magnética?

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES.
(Ufba 96) Na(s) questão(ões) a seguir escreva nos parênteses a soma dos itens corretos.

5 -  Considerando-se os conceitos do Eletromagnetismo, pode-se afirmar:
(01) As linhas de força do campo magnético produzido por um ímã e as do campo elétrico produzido por uma carga puntiforme têm a mesma configuração.
(02) Uma carga elétrica em movimento produz, simultaneamente, campo elétrico e campo magnético.
(04) O campo magnético é nulo em todos os pontos situados entre dois fios longos e paralelos, percorridos por corrente elétrica de mesma intensidade e de mesmo sentido.
(08) A ação do campo magnético é mais intensa, quando ocorre sobre cargas elétricas em repouso.
(16) Uma partícula eletrizada, em movimento, tem a trajetória modificada, ao penetrar num campo magnético uniforme e perpendicular à sua velocidade.
(32) Partículas com massas distintas e cargas e velocidades iguais seguem a mesma trajetória, na presença do mesmo campo magnético.
Soma (          )

6 - Um feixe de partículas eletricamente carregadas é lançado horizontalmente numa região, entre duas placas planas e paralelas, que contém campo elétrico e campo magnético uniformes, dispostos conforme a figura a seguir.

 Desprezando-se a ação do campo gravitacional sobre o feixe de partículas, é correto afirmar:
(01) A força elétrica que atua nas partículas de carga negativa é perpendicular ao campo magnético.
(02) As partículas de carga negativa não sofrem a ação da força magnética.
(04) Quando as partículas de carga positiva entram na região, a força magnética que atua sobre elas aponta no sentido contrário ao do campo elétrico.
(08) A força elétrica atuante em cada partícula se mantém constante.
(16) As partículas de carga positiva passarão pela fenda f, qualquer que seja a velocidade do lançamento.
(32) As partículas de carga negativa serão aceleradas, ao atravessar a região entre as placas, qualquer que seja a velocidade do lançamento.
Soma (          )

TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO
(Ufmt 96) Na(s) questão(ões) a seguir julgue os itens e escreva nos parênteses (V) se for verdadeiro ou (F) se for falso.
7- A figura a seguir representa um campo magnético B vetorial, entrando na folha. Uma partícula A apresenta uma velocidade « e se dirige para o campo.
 Com base em sua análise da figura, julgue os itens a seguir.
(     ) Se A estiver carregada positivamente, sua trajetória será desviada para cima, ao atravessar o campo.
(     ) Se A estiver carregada negativamente, sua trajetória será desviada para fora da folha da prova, ao atravessar o campo.
(     ) Independente da sua carga, sua trajetória não será desviada, ao atravessar o campo.
(     ) Se A estiver neutra, atravessará o campo sem sofrer desvio.




8 - (Cesgranrio 95) Uma partícula carregada eletricamente é lançada no interior de um campo magnético uniforme de intensidade B, com velocidade de módulo V. A direção da velocidade é perpendicular às linhas do campo magnético. Nestas condições, a partícula fica submetida a uma força de intensidade F, expressa por F=q.V.B, onde q é o módulo em Coulombs (C) da carga da partícula. A unidade B do Sistema Internacional é o Tesla.
Assim, o Tesla corresponde a:
a) kg/s.C     b) kg.s/C       c) kg.m/s.C        d) kg.s/C.m       e) kg.C/m.s

9 - (Mackenzie 96) Um pósitron (q/m = +1,75.10¢¢ C/kg) e um elétron (q/m = -1,75.10¢¢C/kg) penetram simultaneamente pelos pontos m e n, numa região onde existe um campo de indução magnética uniforme e de intensidade 4,0.10­£T.
A penetração das partículas ocorre perpendicularmente às linhas de indução, conforme a ilustração a seguir, e se chocam no ponto P. Desprezando os efeitos relativísticos, a velocidade relativa do pósitron em relação ao elétron, no instante do choque é:
a) 5,6.10¨ m/s.   b) 4,2.10¨ m/s.
c) 3,5.10¨ m/s.   d) 2,8.10¨ m/s.    e) 1,4.10¨ m/s.




 
10 -  (Mackenzie 98) Um corpúsculo eletrizado penetra num campo magnético uniforme com velocidade de direção perpendicular às linhas de indução desse campo. Com relação a esse fato, afirmamos que:
I- a quantidade de movimento do corpúsculo não irá variar em módulo.
II- o módulo da velocidade do corpúsculo irá variar.
III- o corpúsculo passará a descrever trajetória retilínea.
IV- o corpúsculo passará a descrever trajetória circular.
São CORRETAS as afirmações:
a) I e II         b) I e III           c) I e IV         d) II e IV          e) III e IV

11 - (Pucmg 97) Em relação aos campos elétrico e magnético, são feitas três afirmativas:
I.   Podem ser representados, geometricamente, através de linhas de força.
II.  São grandezas vetoriais.
III. Podem ser detectados, utilizando-se partículas eletricamente carregadas.
Assinale:
a) se todas as afirmativas estiverem corretas.
b) se todas as afirmativas estiverem incorretas.
c) se apenas as afirmativas I e II estiverem corretas.
d) se apenas as afirmativas I e III estiverem corretas.
e) se apenas as afirmativas II e III estiverem corretas.

12 - (Pucmg 99) Uma partícula carregada negativamente é lançada com velocidade de 8,0m/s no ponto E de uma região ABCD na qual podem existir campos magnéticos e elétricos, uniformes e constantes no tempo, separadamente ou em conjunto. A partícula sai pelo ponto F com velocidade de 8,0m/s. Analisando a figura a seguir, você conclui que, na referida região, existe:

a) um campo magnético entrando perpendicularmente à folha do papel e um campo elétrico para a esquerda.
b) um campo magnético saindo perpendicularmente à folha do papel e um campo elétrico para a direita.
c) somente um campo elétrico para a esquerda.
d) somente um campo magnético entrando perpendicularmente à folha do papel.
e) somente um campo magnético para a direita.



13 - (Pucsp 95) Um elétron com velocidade inicial v³, atravessa sucessivamente as regiões (I), (II) e (III) da figura adiante, terminando o trajeto com velocidade v>v³. Que tipo de campo é aplicado em cada região e com que direção e sentido?
 a) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está saindo perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico também se dirige para baixo.
b) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para cima; na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a esquerda do observador; na região III o vetor campo elétrico se dirige para baixo.
c) Na região I o vetor campo magnético se dirige para cima; na região II o vetor campo elétrico está se dirigindo para a esquerda do observador; na região III o vetor campo magnético se dirige para baixo.
d) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está saindo perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico se dirige para cima.
e) Na região I o vetor campo elétrico se dirige para baixo; na região II o vetor campo magnético está entrando perpendicularmente ao plano da figura; na região III o vetor campo elétrico está saindo perpendicularmente ao plano da figura.



14 - (Pucsp 95) Um elétron com velocidade inicial v³, atravessa sucessivamente as regiões (I), (II) e (III) da figura adiante, terminando o trajeto com velocidade v>v³. Seria possível um aumento da energia cinética do elétron usando somente um campo magnético constante com o tempo?
 a) Não, pois a força magnética causaria uma aceleração paralela à velocidade do elétron.
b) Não, pois a força magnética causaria uma aceleração perpendicular à velocidade do elétron.
c) Sim, pois seria gerada uma força magnética sobre o elétron.
d) Não, pois a força magnética geraria uma aceleração perpendicular à velocidade do elétron.
e) Sim, pois haveria uma força magnética agindo sobre o elétron.



15 - (Uerj 99) A figura mostra a trajetória de uma partícula entre dois pontos R e T, num campo magnético perpendicular ao plano do papel e "entrando" nele. Essa partícula, ao passar pela placa de chumbo colocada sobre o diâmetro YW, perde energia e sua velocidade diminui.
A curvatura da trajetória da partícula é tanto maior quanto menor é a sua velocidade. Conclui-se que a carga elétrica dessa partícula e o sentido do seu movimento são, respectivamente:
a) negativa; T ë R     b) negativa; R ë T        c) positiva; R ë T          d) positiva; T ë R
  


16 - (Ufes 96) Uma partícula cuja razão massa/carga é igual a 1,00×10­¢£kg/C penetra em um acelerador de partículas com velocidade igual a 2,50×10§m/s, passando a descrever uma órbita circular de raio igual a 1,00×10¤m, sob a influência de um campo magnético perpendicular ao plano da órbita. O módulo do campo magnético é igual a
a) 1,00 × 10­¢¦ T      b) 2,50 × 10­ª T        c) 6,25 × 10­¤ T        d) 2,50 × 10¢¦ T        e) 6,25 × 10¢¦ T

17 - (Ufmg 94) A figura a seguir mostra um fio perpendicular à folha de papel. Nesse fio há uma corrente que está "saindo" da folha. Num certo instante, uma carga positiva q está passando por P com uma velocidade « no plano da folha.
A alternativa que melhor representa a direção e o sentido do campo magnético B(vetor), no ponto P, e a direção e o sentido da força magnética ù, que atua na carga, nesse mesmo ponto, é




 
18 -  (Unesp 92) Quando uma partícula eletricamente carregada e em movimento sofre a ação de uma força devida a um campo magnético, essa força:
a) não altera a intensidade (módulo) da velocidade da partícula.
b) depende da massa da partícula.
c) não depende da carga da partícula.
d) não depende da intensidade (módulo) da velocidade da partícula.
e) não depende da intensidade (módulo) do campo magnético.

19 - (Unitau 95) Um feixe de raios catódicos, que nada mais é que um feixe de elétrons, esta preso a um campo magnético girando numa circunferência de raio R=2,0cm. Se a intensidade do campo é de 4,5×10­¤T e que sua carga é 1,6×10­¢ªC, pode-se dizer que a velocidade dos elétrons, no feixe, vale:
a) 2,0 × 10¤m/s        b) 1,6 × 10¥m/s       c) 1,6 × 10¦m/s         d) 1,6 × 10§m/s          e) 1,6 × 10¨m/s

20 - (Unitau 95) Uma carga elétrica, lançada perpendicularmente a um campo magnético uniforme, efetua um M.C.U de período T. Se o lançamento fosse feito com velocidade duas vezes maior, o período seria:
a) T.                 b) 2T.                  c) T£.                  d) ËT.                     e) T/2.

GABARITO
1 -
 a) 7,04 × 10­¢§ N
b) perpendicular à trajetória
c) circular
 2 -
 a) II - pósitron; I - elétron
b) Regra da mão esquerda
 3 -
a) Perpendicular ao plano da folha.
b) A força magnética é a força resultante centrípeta, que não realiza trabalho.
 4 -
a) No sentido do eixo x, com intensidade de 1,6.10­¢¨N
b) circular
c) zero
 5 -  02 + 16 = 18
 6 - 01 + 04 + 08 + 32 = 45
 7 - V F F V
 8 - a
 9 - d
 10 - c
 11 - e
 12 - d
 13 - a
 14 - d
 15 - d
 16 - b
 17 - a
 18 - a
 19 - e
 20 - a

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