Questões de Vestibular
Sobre campo e força magnética em física
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Se dois solenoides, idênticos a esse, fossem unidos por uma de suas extremidades, de modo que ambos fossem percorridos por uma corrente elétrica de mesma intensidade i, surgiria, ao longo do eixo comum a esses dois solenoides, um campo magnético de intensidade:
, em uma região do espaço
na qual atua um campo magnético uniforme 
, vertical, perpendicular a , como mostra a figura. A partícula penetra
nessa região por uma fenda 1 e sai dessa região por uma
fenda 2. No trajeto entre as duas fendas, a partícula percorre
uma semicircunferência de centro C, contida em um plano
horizontal. 
Desprezando ações gravitacionais sobre a partícula e sendo d a distância entre as duas fendas, o módulo da velocidade
é: Em 1820, Oersted observou, pela primeira vez, que, quando uma corrente elétrica atravessa um condutor, bússolas colocadas próximas a esse condutor se alinham com o campo magnético gerado.
A representação correta do vetor do campo magnético 
gerado pela corrente elétrica i está indicada em
A figura representa um instante do movimento de um elétron
que penetra com velocidade 
em uma região em que há um
campo magnético 
O sentido da força magnética que atua sobre o elétron ao penetrar no campo é
A teoria da Física que se associa à descoberta de George Paget Thomson é a da
Um sistema de IA foi desenvolvido com os princípios
básicos de funcionamento de um tubo de raios catódicos, com
base no experimento feito pelo físico inglês J. J. Thompson
em 1887, cujo esquema simplificado é ilustrado na figura
precedente. No experimento, um filamento aquecido emite
elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial V e
percorrem uma distância d1 até atingirem uma tela de anteparo
que contém uma pequena fenda. Os elétrons que passam pela
fenda atravessam a região de comprimento d2, onde existem
campos elétrico e magnético, uniformes, constantes e
perpendiculares entre si. Ao atravessar essa região, os elétrons
são defletidos devido às forças elétrica e magnética que atuam
sobre eles. Nessa região, o campo elétrico 
é gerado por uma
diferença de potencial aplicada entre placas paralelas (mostradas
na figura), e o campo magnético 
é gerado por um eletroímã
(não mostrado na figura); a direção e o sentido desses campos são
mostrados na figura. Finalmente, os elétrons atravessam uma
região livre de forças até atingir uma tela fluorescente, que fica a
uma distância d3 da região que contém os campos
eletromagnéticos. Todo o aparato está contido em um recipiente
de vidro, onde se faz vácuo. Na ausência dos campos elétrico e
magnético, os elétrons atravessam a fenda em linha reta, na
trajetória indicada pelo eixo x na figura. A posição em que o
elétron atinge a tela fluorescente é indicada no eixo y. O ponto
importante no desenvolvimento do sistema de IA é perceber que
o desvio, para um tubo de raios catódicos, irá depender apenas
das três variáveis 
Se o campo magnético
tiver sentido contrário ao mostrado
na figura, o feixe de elétrons atingirá a tela fluorescente em
um ponto de coordenada com valor positivo de y. 
Assinale a alternativa que preenche corretamente a tabela.
, ao longo da distância
L, conforme indicado na figura. A seguir, o próton entra em uma região do espaço onde há um campo
magnético uniforme 
, ortogonal a e com a direção perpendicular à figura e entrando na página.
Como consequência da interação com o campo magnético, o próton percorre um arco circular de raio
r. Todo o sistema encontra-se em ambiente de vácuo. 
Se, no lugar do próton, a partícula acelerada a partir do repouso fosse um núcleo de hélio (partícula alfa), a trajetória circular na presença do campo magnético teria, como valor mais próximo para seu raio,
Uma partícula, eletrizada com carga positiva, penetra, com
velocidade constante 
, em uma região na qual há um campo
magnético uniforme, como mostrado na figura.
Considere que o peso da partícula seja desprezível quando comparado à intensidade da força magnética que passa a atuar sobre ela, após penetrar na região em que há campo magnético.
Em relação ao plano da figura, e para quem olha para ela, a partícula, após penetrar na região em que há campo magnético, descreverá uma trajetória
Com base nas informações fornecidas no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.
A força magnética sobre os elétrons livres das espiras será sempre inferior ou igual a 10e / √π newtons, em que 6 denota a carga fundamental do elétron.
O início do período chuvoso proporciona um aumento da incidência de descargas elétricas atmosféricas (raios ou relâmpagos) e trovões, que podem ser usados em favor da população como também podem colocar em risco a segurança das pessoas e animais, a exemplo da situação ilustrada anteriormente. Na figura, um homem está posicionado no centro de uma escada que se encontra apoiada na parede de uma casa. O homem tem peso igual a 700 N, e a escada tem 4 metros de comprimento, pesa 100 N e forma um ângulo de 30 graus com a vertical. Um raio típico fornece cerca de 1 bilhão de joules de energia durante a sua descarga que pode ser aproveitada em diferentes aplicações. A expansão do ar aquecido devido à corrente elétrica cria uma onda de choque (trovão) que se propaga a uma velocidade de 343 m/s no ar.
A partir das informações precedentes, julgue o próximo item.
A corrente elétrica devido ao raio induz campo magnético em seu entorno.
A ficção inspira uma questão de Física. Leia a situação que o protagonista vivencia em Canaã.
"[...] Milkau, alemão, recém-chegado, a uma colônia de imigrantes europeus, no Espírito Santo, aluga um cavalo para ir do Queimado à cidade de Porto do Cachoeiro.
Milkau deseja arrematar um lote de terra. Schultz apresenta-lhe o agrimensor, Sr. Felicíssimo, que está para ir ao Rio Doce fazer medições de terra. Milkau, desejando aí se estabelecer, decide se juntar ao agrimensor e convida Lentz para acompanhá-lo[...]"
ARANHA, Graça (1868-1931). Canaã. 3 ed. São Paulo: Martins Claret, 2013.
Agora, analise a situação sob a ótica da Física. Imagine que, após algumas horas de viagem, o agrimensor percebe estar perdido e tenta usar uma bússola magnética a 6 m abaixo de uma linha de transmissão, que conduz uma corrente constante de 180 A. Os imigrantes, entretanto, chamam a atenção para a influência que a linha de transmissão terá sobre a leitura da bússola.
Considere a permeabilidade magnética do meio 4π.10-7 T.m/A e as informações do texto para responder à questão.
O campo magnético produzido pela linha de transmissão na posição da bússola é de
Para um exame do tórax, o campo magnético necessário é 1,5 T produzido por uma corrente elétrica de 20 A. Qual é o número de espira, por centímetro, nesse tubo para a realização desse exame? Considere µ = 1,25.10 -6 T.m/A
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