Em uma atividade experimental de Engenharia no Laboratório de Física, os alunos analisam o funcionamento de um protótipo simplificado de motor de corrente contínua. O dispositivo consiste em uma espira retangular rígida, de dimensões 10,0 cm x 20,0 cm, percorrida por uma corrente elétrica contínua de intensidade I = 1,00 A. A espira está imersa em uma região de campo magnético uniforme  , conforme mostra a Figura a seguir. O motor é posto a girar com velocidade angular constante em torno de um eixo que passa pelo centro da espira e é perpendicular às linhas do campo magnético. Durante o funcionamento, um sensor de torque localizado no próprio eixo de rotação registra a intensidade do torque do binário de forças magnéticas. O gráfico a seguir representa a intensidade desse torque exercido sobre a espira em função do tempo (t). Com base nos dados fornecidos e na análise do gráfico, o valor da intensidade do campo magnético  é, em T,

No contexto da implementação da Base Nacional Comum Curricular (BNCC), a área de Ciências da Natureza e suas Tecnologias propõe uma progressão da aprendizagem que respeita as fases de desenvolvimento do estudante, mas altera significativamente a profundidade e o foco da abordagem dos conteúdos de Física na transição do ensino fundamental II (Anos Finais) para o ensino médio.

Considere um planejamento docente que visa articular o conhecimento sobre eletromagnetismo. No 9o ano, o professor aborda a bússola e o campo magnético terrestre para explicar o funcionamento da orientação geográfica. Já no ensino médio, o foco recai sobre as leis de indução e o funcionamento de sensores para sistemas de segurança escolar.

Com base nas diretrizes da BNCC para a progressão do conhecimento físico, a principal diferença pedagógica entre a abordagem do ensino fundamental II e a do ensino médio é

Uma rede de comunicações via rádio apresentou uma queda súbita de desempenho (latência elevada). Foram detectados problemas em cinco diferentes estações da rede. Houve a alocação de um engenheiro por estação e, juntos, conseguiram restabelecer o funcionamento pleno da rede através das seguintes estratégias:

• Engenheiro 1: Consultou a base de dados do fabricante, identificou um alerta de falha de sincronismo e executou a atualização de firmware recomendada pelo suporte técnico.

• Engenheiro 2: Seguiu rigorosamente o manual de procedimentos da instituição, acionando o sistema de redundância de hardware previsto para casos de instabilidade de sinal.

• Engenheiro 3: Optou pela substituição sequencial dos componentes físicos da estação (cabos, conectores e rádio) até que a rede voltasse a operar com 100% de eficiência.

• Engenheiro 4: Formulou a hipótese de refração anômala por gradiente térmico regional, monitorou o sinal isolando variáveis externas e validou matematicamente o modelo antes de realizar o ajuste físico.

• Engenheiro 5: Acionou a Inteligência Artificial especialista da empresa, que analisou milhões de logs e executou um ajuste paramétrico automático nos filtros digitais.

Considerando-se os fundamentos da metodologia científica e a evolução do pensamento científico (de Galileu), o profissional que utilizou o método científico em sua intervenção foi o

A respeito de uma partícula carregada negativamente que se encontra em uma região de campo magnético uniforme, assinale o item correto.

A figura a seguir apresenta um fio condutor rígido muito longo, sendo percorrido por uma corrente elétrica variável no tempo, de acordo com a função I(t) = 2 cos(4t), onde t é o tempo. Ao lado do fio tem uma espira retangular de dimensões iguais a A = 2,0 cm e B = 3,0 cm. Além disso, a espira encontra-se a uma distância R = 1,0 cm do fio.



Considerando que a permeabilidade magnética no meio é μ₀ = 4π × 10^-7 T.m/A, a força eletromotriz induzida na espira, em volts, no instante de tempo igual a π/8 segundos, está indicada corretamente em 

Considere uma espira semicircular sendo percorrida por uma corrente elétrica constante, cujo valor é igual 2,0 A, como mostrado no sentido das setas da figura a seguir. Os raios R1 e R2, valem respectivamente, 2,0 cm e 4,0 cm. Os semicírculos são concêntricos no ponto P e as linhas tracejadas formam um ângulo de 90°.  



Qual o módulo do campo magnético no ponto P, em tesla, sabendo que a permeabilidade magnética no meio é μ₀ = 4π × 10^-7 T⋅m/A e considere π ≅ 3?

Um equipamento moderno de Ressonância Magnética (RM) utiliza um ímã supercondutor que gera um campo magnético estático praticamente uniforme de módulo B₀ = 7,0 T ao longo do eixo do túnel do aparelho. Próximo à boca do túnel existem gradientes de campo não desprezíveis, responsáveis por forças sobre objetos magnéticos.
Considere três pequenos corpos de mesmo volume, inicialmente em repouso, próximos à entrada do túnel da RM:

I- Um bloco de grafite (material diamagnético).
II- Um frasco contendo solução de gadolínio (material paramagnético).
III- Uma chave de aço (material ferromagnético).

Com base nessas informações, descreve corretamente o comportamento desses três corpos, quando soltos próximos à boca do túnel da RM, com o aparelho ligado, a afirmação de que

Considere uma carga elétrica, positiva de 2 C, que se move com velocidade , em uma região do espaço submetida a um campo magnético , cujos valores são:

                                                       

em que ,  e  são os vetores unitários nas direções dos eixos x, y e z, respectivamente.

Diante desse cenário, o vetor força magnética, em N, é

Um gerador de corrente contínua possui um condutor retilíneo de 0,5 m de comprimento, que se move perpendicularmente a um campo magnético uniforme de densidade de fluxo magnético igual a 1,2 T, com velocidade constante de 20 m/s.

Se esse condutor fizer parte de um circuito fechado com uma resistência de 2Ω, a corrente que circulará por ele será de

Uma espira retangular condutora, de resistência total 1 Ω, desloca-se em movimento retilíneo com velocidade constante de 2 m/s, perpendicularmente à fronteira de uma região onde existe um campo magnético uniforme e constante de 0,2 T, perpendicular ao plano da espira. Em um dado instante, apenas um dos lados da espira, de comprimento igual a 0,5 m, corta a fronteira da região de campo, enquanto o restante da espira encontra-se parcialmente imerso no campo. Despreze atritos mecânicos e a autoindutância da espira. A potência mecânica mínima que deve ser fornecida nesse instante para manter a velocidade constante é

Um material ferromagnético

As ondas de rádio são utilizadas em uma técnica de diagnóstico por imagem que permite observar estruturas internas do corpo humano sem os riscos associados à radiação ionizante dos raios X. Essa técnica possibilita o diagnóstico de diversos problemas de saúde, inclusive em tecidos moles, como cartilagens, músculos, coração e outros órgãos pouco visíveis em exames radiográficos convencionais.
Nesse procedimento, o paciente é submetido a um campo magnético intenso, que alinha os átomos de hidrogênio presentes no corpo. O equipamento emite ondas de rádio na mesma frequência desses átomos, que, ao retornarem ao estado original, liberam sinais elétricos cuja intensidade varia conforme o tipo de tecido. Esses sinais são captados e processados por um computador, formando a imagem.
Fonte: GEWANDSZNAJDER, Fernando; PACCA, Helena. Teláris Essencial: Ciências: 9º ano. 1. ed. São Paulo: Ática, 2022.

A técnica descrita corresponde        

Um capacitor é ligado a uma fonte variável de modo que o campo elétrico entre suas placas varia com o tempo segundo a expressão E(t) = 10 sen(t) (SI).

O campo magnético em um ponto distante R do centro do capacitor é dado por ,  em que γ = 1,0.

A intensidade máxima do campo magnético, em tesla, gerada em um ponto distante 1,0 m do centro do capacitor é igual a

Leia o texto a seguir:

    Um experimento realizado na Unicamp utilizou seis pequenos e potentes eletroímãs distribuídos ao redor de um tubo contendo mosto de cana-de-açúcar e leveduras Saccharomyces cerevisiae para processar a fermentação. O tempo de fermentação foi reduzido de 15 horas no método tradicional para 12 horas com o uso desses eletroímãs, resultando em aumento de produção de etanol de até 17%. Os pesquisadores sugerem que o campo magnético alterou o metabolismo das leveduras ao influenciar o potencial da membrana celular, aumentando sua permeabilidade e facilitando o transporte de nutrientes para o interior da célula.

(Dinorah Ereno. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/

a-forca-do-magnetismo/. Adaptado)

Em relação aos campos magnéticos, é correto afirmar:

Considere os seguintes resultados de observações experimentais:

(I) Cargas de sinais opostos se atraem e de sinais semelhantes se repelem de acordo com a lei do inverso do quadrado da distância;
(II) A carga de um condutor isolado se desloca para sua superfície;
(III) Se movimentarmos um imã na direção de uma espira, nela se formará uma corrente elétrica

Assinale a alternativa que descreve, correta e respectivamente, quais, entre as leis que compõem as equações de Maxwell, estas observações fundamentam.

Em um experimento, colocou-se uma amostra de uma substância radioativa dentro de uma caixa de chumbo. Em um primeiro momento, observou-se a trajetória da radiação emitida pela substância na ausência de interações externas, obtendo-se apenas trajetórias retilíneas, conforme ilustra a figura (a) a seguir:
Em seguida, introduziu-se na saída da caixa de chumbo uma câmara na qual havia um campo magnético uniforme dirigido para dentro da imagem (na perspectiva da figura a seguir). Nessa nova configuração, observa-se que diferentes partículas descrevem as trajetórias I, II e III, conforme ilustra a figura (b) a seguir: 
Com base nessas informações, é correto afirmar que as trajetórias I, II e III foram traçadas, respectivamente, pelas seguintes radiações:

Em 1897, J. J. Thomson realizou um experimento através do qual conseguiu obter a razão carga/massa (q/m) das partículas constituintes dos, até então, misteriosos raios catódicos. Essas partículas, mais tarde, receberiam o nome de elétrons. O esquema de um aparato experimental para a determinação da razão q/m é ilustrado a seguir:
Nele, uma partícula carregada é acelerada por uma diferença de potencial U e, após isso, penetra em uma região onde existe um campo magnético uniforme de módulo B. A partícula então deflete, descrevendo uma trajetória circular de raio R. Com base nesses dados, é correto afirmar que a razão q/m é

Com base na teoria eletromagnética, analise as assertivas e assinale a alternativa que aponta a(s) correta(s).
I. O fluxo magnético trata-se de um conceito relacionado ao número de linhas de campo magnético que atravessam determinada superfície de área “s”.
II. A corrente elétrica induzida em um circuito gera um campo magnético que se opõe à variação do fluxo magnético que induz essa corrente.
III. A força eletromotriz e a corrente induzida geram um campo magnético cujo sentido, dado pela regra da mão direita, opõe-se ao movimento do imã. 

Em um laboratório de estudos de eletromagnetismo, quatro fios longos, retilíneos e ideais (extensos) são dispostos perpendicularmente a um plano (isto é, alinhados ao eixo z), nos quatro vértices de um quadrado de lado a. O centro do quadrado está na origem do plano xy. As posições dos fios no plano xy são, portanto, os pontos:

• P₁ = (a/2, a/2),
• P₂ = (−a/2, a/2),
• P₃ = (−a/2, −a/2),
• P₄ = (a/2, −a/2).

Cada fio conduz uma corrente constante (positiva indica para fora do plano, sentido +z; negativa indica para dentro do plano, sentido −z):

• i₁ = +5,0 A localizado em P₁,
• i₂ = −3,0 A localizado em P₂,
• i₃ = +3,0 A localizado em P₃,
• i₄ = −5,0 A localizado em P₄.

Considere que o lado do quadrado vale a = 10,0 cm.
Use μ₀ = 4π×10−7 T⋅m/A.

Com base nessas informações, calcule o módulo do vetor campo magnético resultante no centro do quadrado (origem), em tesla, e assinale a alternativa correta. 

Um laboratório de eletrônica possui dois motores elétricos: um motor de corrente contínua (CC) e um motor de corrente alternada (CA). O professor propõe um experimento para que os alunos observem as diferenças de funcionamento entre os dois tipos de motor. Considerando o funcionamento desses motores, assinale a alternativa correta.