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Exercícios sobre força magnética

Resolva esta lista de exercícios sobre força magnética e verifique seus acertos com a resolução das questões.

Questão 1

(FPS) Um fio condutor retilíneo tem comprimento L = 16 metros e transporta uma corrente elétrica contínua igual a i = 0,5 A, em um local onde existe um campo magnético perpendicular e uniforme, cujo módulo vale B = 0,25 Tesla, conforme indica a figura abaixo. O módulo da força magnética exercida pelo campo magnético sobre o fio será:

Ilustração de um fio condutor retilíneo para resolução de questão da FPS sobre força magnética.

A) 0,2 N.

B) 20 N.

C) 200 N.

D) 10 N.

E) 2 N.

Questão 2

(UERR) Uma partícula de carga elétrica 4,0 μC e velocidade de 200 m/s é lançada, fazendo 30° com a direção de um campo magnético de intensidade 2,5102 T. A intensidade da força magnética que atuará sobre a partícula será igual a:

Caso necessário use:

Constantes físicas: k=9109(Nm)2/C2  (constante eletrostática no vácuo)

μo=4π107 Tm/A (constante de permeabilidade magnética no vácuo)

A) 0,50 N.

B) 0,20 N.

C) 0,45 N.

D) 0,10 N.

E) 0,65 N.

Questão 3

(UFU) Uma carga q movendo-se com velocidade v imersa em um campo magnético B está sujeita a uma força magnética Fmag. Se v não é paralela a B, marque a alternativa que apresenta as características corretas da força magnética Fmag.

A) O trabalho realizado por Fmag sobre q é nulo, pois Fmag é perpendicular ao plano formado por v e B.

B) O trabalho realizado por Fmag sobre q é proporcional a v e B, pois Fmag é perpendicular a v.

C) O valor de Fmag não depende de v, somente de B, portanto Fmag não realiza trabalho algum sobre q.

D) O valor de Fmag é proporcional a v e B, sendo paralela a v, portanto o trabalho realizado por Fmag sobre q é proporcional a v.

Questão 4

(Unimontes) Uma barra fina de cobre, de comprimento L = 0,5 m e massa m = 100 g, está inicialmente suspensa por dois fios de massa desprezível. A barra está imersa em campo magnético uniforme e de intensidade B = 10 T, cuja orientação é perpendicular e entrando no plano da folha. A gravidade no local possui módulo g = 10 m/s2. Para anular a tensão nos fios que suportam a barra de cobre, é necessário que uma corrente i seja aplicada no sentido indicado na figura abaixo. O valor da corrente I, em Ampères, deve ser

Ilustração de uma barra fina de cobre para resolução de uma questão da Unimontes sobre força magnética.

A) 0,2.

B) 0,4.

C) 0,3.

D) 0,5.

Questão 5

Em um campo magnético uniforme de 15 T é lançada uma carga elétrica de 3 mC com velocidade de 4102 m/s. Assim, encontre a intensidade da força magnética sobre essa carga elétrica quando o ângulo formado entre v e B for 30°:

A) Fmag=900 N

B) Fmag=90 N

C) Fmag=9 N

D) Fmag=9000 N

E) Fmag=0,9 N

Questão 6

Qual o valor aproximado da corrente elétrica que passa em um fio retilíneo de 3 metros quando ele é colocado perpendicularmente em um campo magnético de 15 T e atua sobre ele uma força magnética de 5 N?

A) 0,11

B) 0,20

C) 0,32

D) 0,46

E) 0,054

Questão 7

Qual a carga elétrica de uma partícula que se move perpendicularmente em um campo magnético de 6 T a uma velocidade de 200 m/s quando uma força de 0,05 N atua sobre ela?

A) 42 C

B) 42 μC

C) 42 mC

D) 42 pC

E) 42 nC

Questão 8

Calcule o campo magnético em um condutor retilíneo de comprimento 5 metros que conduz uma corrente elétrica de 0,5 A  e que apresenta uma força magnética de 8,75 N, sabendo que a direção do fio com a direção do campo magnético forma um ângulo de 45°. Caso necessário, considere 2=1,4.

A) 2

B) 3

C) 4

D) 5

E) 6

Questão 9

Qual a força magnética de uma partícula de 2 mC que se move paralelamente em um campo magnético de 6 T a uma velocidade de 500 m/s?

A) 50

B) 23

C) 6

D) 2

E) Nula

Questão 10

Determine a velocidade de uma carga elétrica de 2,5 μC que é arremessada perpendicularmente em uma região com um campo magnético de 4 T com uma força de 0,6 N.

A) 6 000 m/s

B) 60 m/s

C) 60 000 m/s

D) 600 m/s

E) 6 m/s

Questão 11

Calcule a força magnética atuando sobre uma partícula de carga 0,02 C que é lançada com uma velocidade de 6103 m/s com um ângulo de 60° em um campo magnético de 20 T. Considere 3=1,73.

A) 1 150 N

B) 3 658 N

C) 600 N

D) 2 076 N

E) 240 N

Questão 12

Quais proposições apresentam a unidade de medida correspondente à grandeza física estudada em força magnética?

I. A força magnética é medida em Newton.

II. O campo magnético é medido em Tesla.

III. A velocidade do corpo é medida em metros por segundo ao quadrado.

IV. A carga elétrica do corpo é medida em Faraday.

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Alternativas I e IV.

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa E

Calcularemos a força magnética no fio retilíneo por meio da sua fórmula:

Fmag=BiLsin θ

Fmag=0,250,516sin 90º

Fmag=0,250,5161

Fmag=2 N

Resposta Questão 2

Alternativa D

A força magnética que atuará sobre a partícula pode ser calculada utilizando a fórmula que a relaciona ao campo magnético, à velocidade da partícula, à carga elétrica e ao seno do ângulo entre eles:

Fmag=qvBsin θ

Fmag=4,0 μ2002,5102sin 30º

Substituiremos o símbolo micro (μ) por seu valor de 106:

Fmag=4,01062002,51020,5

Fmag=1000106102

Fmag=1000106+2

Fmag=1000104

Fmag=1103104

Fmag=11034

Fmag=1101

Fmag=0,1 N

Resposta Questão 3

Alternativa A

Como a velocidade v não é paralela ao campo magnético B, então o ângulo formado entre eles é de 90°. Assim, calcularemos o trabalho realizado pela força magnética por meio da sua fórmula:

W=vdcos θ

W=Fdcos 90°

W=Fd0

W=0 J

Resposta Questão 4

Alternativa A

Primeiramente, converteremos a massa de gramas para quilogramas:

100 g = 0,1 kg

A força magnética produzida nos fios é capaz de anular a tensão existente sobre eles, sendo então a força magnética de igual intensidade e direção, mas sentido contrário à força peso. Por meio dessa relação, calcularemos a corrente elétrica:

Fmag=P

BiLsin θ=mg

10i0,5sin 90°=0,110

5i=1

i=15

i=0,2 A

Resposta Questão 5

Alternativa C

A intensidade da força magnética sobre essa carga elétrica será calculada utilizando-se sua fórmula:

Fmag=|q|vBsin θ

Fmag=|3m|410215sin 30°

Substituiremos no lugar do símbolo micro (m) o seu valor de 103:

Fmag=3103410215sin 30°

Fmag=31034102150,5

Fmag=90103+2

Fmag=90101

Fmag=9 N

Resposta Questão 6

Alternativa E

Calcularemos a força magnética em um condutor retilíneo por meio da sua fórmula:

Fmag=Bilsin θ

5=15i3sin 90

5=45i1

5=45i

545=i

19=i

0,11 A=i

Resposta Questão 7

Alternativa B

Calcularemos a carga elétrica da partícula usando a fórmula da força magnética:

Fmag=|q|vBsin θ

0,05=|q|2006sin 90°

0,05=|q|1200

q=0,051200

q4,2105

q42106

q42 μC

Resposta Questão 8

Alternativa D

Calcularemos o campo magnético em um condutor retilíneo usando a fórmula da força magnética sobre o fio:

Fmag=Bilsin θ

8,75=B0,55sin 45°

8,75=B2,522

8,75=B2,51,42

8,75=B1,75

B=8,751,75 

B=5 T

Resposta Questão 9

Alternativa E

Como a direção de deslocamento da carga elétrica é paralela ao campo magnético, então o ângulo é de 180°, cujo seno vale zero. Assim, a força magnética é nula.

Resposta Questão 10

Alternativa C

Calcularemos a velocidade da carga elétrica

Fmag=|q|vBsin θ

0,6=|2,5μ|v4sin 90°

Substituiremos o símbolo micro (μ) pelo seu valor de 106:

0,6=2,5106v41

0,6=10106v

6101=105v

v=6101105

v=6101105

v=6101+5

v=6104

v=60 000 m/s

Resposta Questão 11

Alternativa D

Calcularemos a força magnética usando a sua fórmula:

Fmag=|q|vBsin θ

Fmag=|0,02|610320sin 60°

Fmag=0,0261032032

Fmag=1,21033

Fmag=1,21031,73

Fmag=2 076 N

Resposta Questão 12

Alternativa A

I. A força magnética é medida em Newton. (verdadeiro)

II. O campo magnético é medido em Tesla. (verdadeiro)

III. A velocidade do corpo é medida em metros por segundo ao quadrado. (falso)

A velocidade do corpo é medida em metros por segundo.

IV. A carga elétrica do corpo é medida em Faraday. (falso)

A carga elétrica do corpo é medida em Coulomb.

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