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:
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 \(2,5\cdot 10^2\ T\). A intensidade da força magnética que atuará sobre a partícula será igual a:
Caso necessário use:
Constantes físicas: \(k=9\cdot 10^9 (N\cdot m)^2/C^2\) (constante eletrostática no vácuo)
\(μ_o = 4\cdot π\cdot10^{-7}\ T\cdot m/A\) (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 = \(10\ m/s^2\). 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
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 \(4 \cdot 10^2 \ m/s\). Assim, encontre a intensidade da força magnética sobre essa carga elétrica quando o ângulo formado entre v e B for 30°:
A) \(F_{mag}=900\ N\)
B) \(F_{mag}=90\ N\)
C) \(F_{mag}=9\ N\)
D) \(F_{mag}=9000\ N\)
E) \(F_{mag}=0,9\ N\)
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 \(\sqrt2=1,4\).
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 \(6\cdot 10^3\ m/s\) com um ângulo de 60° em um campo magnético de 20 T. Considere \(\sqrt3=1,73\).
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.
Resposta Questão 1
Alternativa E
Calcularemos a força magnética no fio retilíneo por meio da sua fórmula:
\(F_{mag}=B\cdot i\cdot L\cdot sin\ θ\)
\(F_{mag}=0,25\cdot 0,5\cdot 16\cdot sin\ 90º\)
\(F_{mag}=0,25\cdot 0,5\cdot 16\cdot 1\)
\(F_{mag}=2\ N\)
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:
\(F_{mag}=q\cdot v\cdot B\cdot sin\ θ\)
\(F_{mag}=4,0\ μ\cdot 200\cdot 2,5\cdot 10^2\cdot sin\ 30º\)
Substituiremos o símbolo micro (μ) por seu valor de \(10^{-6}\):
\(F_{mag}=4,0\cdot 10^{-6}\cdot 200\cdot 2,5\cdot 10^2\cdot 0,5\)
\(F_{mag}=1000\cdot 10^{-6}\cdot 10^2\)
\(F_{mag}=1000\cdot 10^{-6+2}\)
\(F_{mag}=1000\cdot 10^{-4}\)
\(F_{mag}=1\cdot 10^3\cdot 10^{-4}\)
\(F_{mag}=1\cdot 10^{3-4}\)
\(F_{mag}=1\cdot 10^{-1}\)
\(F_{mag}=0,1\ N\)
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:
\(W = v\cdot d\cdot cos\ θ\)
\(W = F\cdot d\cdot cos\ 90°\)
\(W = F\cdot d\cdot 0\)
\(W = 0\ J\)
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:
\(F_{mag}=P\)
\(B\cdot i\cdot L\cdot sin\ θ=m\cdot g\)
\(10\cdot i\cdot 0,5\cdot sin\ 90°=0,1\cdot 10\)
\(5\cdot i=1\)
\(i=\frac{1}5\)
\(i=0,2\ A\)
Resposta Questão 5
Alternativa C
A intensidade da força magnética sobre essa carga elétrica será calculada utilizando-se sua fórmula:
\(F_{mag}=|q|\cdot v\cdot B\cdot sin\ θ\)
\(F_{mag}=|3 m|\cdot 4 \cdot 10^2\cdot 15\cdot sin\ 30°\)
Substituiremos no lugar do símbolo micro (m) o seu valor de \(10^{-3}\):
\(F_{mag}=3\cdot 10^{-3}\cdot 4 \cdot 10^2\cdot 15\cdot sin\ 30°\)
\(F_{mag}=3\cdot 10^{-3}\cdot 4\cdot 10^2\cdot 15\cdot 0,5\)
\(F_{mag}=90\cdot 10^{-3+2}\)
\(F_{mag}=90\cdot 10^{-1}\)
\(F_{mag}=9\ N\)
Resposta Questão 6
Alternativa E
Calcularemos a força magnética em um condutor retilíneo por meio da sua fórmula:
\(F_{mag}=B\cdot i\cdot l\cdot sin\ θ\)
\(5=15\cdot i\cdot 3\cdot sin\ 90\)
\(5=45\cdot i\cdot 1\)
\(5=45\cdot i\)
\(\frac{5}{45}=i\)
\(\frac{1}{9}=i\)
\(0,11\ A=i\)
Resposta Questão 7
Alternativa B
Calcularemos a carga elétrica da partícula usando a fórmula da força magnética:
\(F_{mag}=|q|\cdot v\cdot B\cdot sin\ θ\)
\(0,05=|q|\cdot 200\cdot 6\cdot sin\ 90°\)
\(0,05=|q|\cdot 1200\)
\(q=\frac{0,05}{1200}\)
\(q≅4,2\cdot 10^{-5}\)
\(q≅42\cdot 10^{-6}\)
\(q≅42\ μC\)
Resposta Questão 8
Alternativa D
Calcularemos o campo magnético em um condutor retilíneo usando a fórmula da força magnética sobre o fio:
\(F_{mag}=B\cdot i\cdot l\cdot sin\ θ\)
\(8,75=B\cdot 0,5\cdot 5\cdot sin\ 45°\)
\(8,75=B\cdot 2,5\cdot \frac{\sqrt{2}}{2}\)
\(8,75=B\cdot 2,5\cdot \frac{1,4}2\)
\(8,75=B\cdot 1,75\)
\(B=\frac{8,75}{1,75}\)
\(B=5\ T\)
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
\(F_{mag}=|q|\cdot v\cdot B\cdot sin\ θ\)
\(0,6=|2,5 μ|\cdot v \cdot 4\cdot sin\ 90°\)
Substituiremos o símbolo micro (μ) pelo seu valor de \(10^{-6}\):
\(0,6=2,5\cdot 10^{-6}\cdot v\cdot 4\cdot 1\)
\(0,6=10\cdot 10^{-6}\cdot v\)
\(6\cdot 10^{-1}=10^{-5}\cdot v \)
\(v=\frac{6\cdot 10^{-1}}{10^{-5}} \)
\(v=6\cdot 10^{-1}\cdot 10^5\)
\(v=6\cdot 10^{-1+5}\)
\(v=6\cdot 10^4\)
\(v=60\ 000\ m/s\)
Resposta Questão 11
Alternativa D
Calcularemos a força magnética usando a sua fórmula:
\(F_{mag}=|q|\cdot v\cdot B\cdot sin\ θ\)
\(F_{mag}=|0,02|\cdot 6\cdot 10^3\cdot 20\cdot sin\ 60°\)
\(F_{mag}=0,02\cdot 6 \cdot 10^3\cdot 20\cdot \frac{\sqrt3}2\)
\(F_{mag}=1,2\cdot 10^3\cdot \sqrt3\)
\(F_{mag}=1,2 \cdot 10^3\cdot 1,73\)
\(F_{mag}=2\ 076\ N\)
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.
