Questões Militares
Sobre campo e força magnética em física
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Uma espira condutora retangular rígida move-se,
com velocidade vetorial
constante, totalmente
imersa numa região na qual existe um campo de
indução magnética
, uniforme, constante no
tempo, e perpendicular ao plano que contém tanto
a espira como seu vetor velocidade. Observa-se
que a corrente induzida na espira é nula. Podemos
afirmar que tal fenômeno ocorre em razão de o
Observe as figuras a seguir.

Uma região do espaço, submetida a um campo magnético uniforme B, está separada em dois compartimentos por uma parede de material não magnético, de espessura desprezível, conforme mostram as figuras acima.
No instante t1 uma carga elétrica é lançada com velocidade V1 perpendicular a B e paralela à parede, na posição indicada na figura 1. No instante t2, a carga atinge uma fenda na parede e passa para o compartimento 2, com velocidade v2, perpendicular à parede. Nesse instante, o campo magnético é substituído por um campo elétrico uniforme E, também perpendicular à parede, mostrado na figura 2.
Decorrido um intervalo de tempo, a carga se choca com um
anteparo no instante t3. O anteparo é paralelo à parede
separadora, distante 5cm dela, e tem permissividade
dielétrica relativa igual a 1. Sendo assim, pode-se afirmar
que o tempo total de percurso da partícula (t3-t1) , em
segundos, é igual a :
Em um material de condutividade σ, permissividade
dielétrica ε e permeabilidade magnética μ , há uma
densidade de corrente de condução de módulo
Sendo assim, a densidade de corrente de deslocamento é:
Observe a figura a seguir.

A figura acima representa o sistema de coordenadas cartesianas onde um fio reto e infinito está sobre o eixo z e, por ele, passa uma corrente i de valor 100π/μ0 no sentido positivo de z. Um outro fio, também infinito, com mesmo valor de corrente, passa sobre a reta x = 4m e y = 0, sentido - z . Calcule o vetor campo magnético B no ponto (x=4m,y=3m,z=0), e assinale a opção correta.
Analise as afirmativas a seguir, com relação ao eletromagnetismo.
I - A corrente de deslocamento não envolve o movimento de cargas.
II - A circulação do campo magnético é sempre nula.
III- A circulação do campo elétrico é nula na presença de um campo magnético estático.
IV - O fluxo do campo elétrico depende apenas da distribuição de cargas.
V - O fluxo do campo magnético é nulo apenas na ausência de correntes livres.
Assinale a opção correta.
Observe a figura a seguir.

A espira quadrada da figura acima faz um ângulo θ com o plano xy e um fio infinito coincide com o eixo z. Deseja-se analisar a influência de θ na indutância mútua entre o fio e a espira, definida por M(θ) . Sendo M(θ=0°)=M1, M(θ=45°)=M2, M(θ=90°)=M3, pode-se afirmar que:
Observe a figura a seguir.

A figura acima apresenta um capacitor cilíndrico de altura t , composto de três cilindros coaxiais de raios a, b e c . Esse capacitor é condutor na região r < a , dielétrico de permissividade ε1 na região a < r < b, dielétrico de permissividade ε2 na região b < r < c e casca condutora em r = c . Qual é a capacitância?
Uma nuvem de cargas possui densidade volumétrica de cargas determinada pela equação
, onde r representa a
distância à origem num sistema de coordenadas esféricas.
Portanto, o módulo do campo elétrico E é dado por:
Observe a figura abaixo representativa de um campo magnético uniforme no interior de uma região circular de raio R.

O campo magnético no exterior da região circular é nulo e, no interior, é perpendicular ao plano do papel, e sua intensidade pode ser expressa por B = 3t + 2, com B em Teslas e t em milissegundos.
Em um ponto P1 distando r1 = R/2 do centro da região circular, o campo elétrico vale E1. Em um ponto P2 distando r2 = 2R do centro da região circular, o campo elétrico vale E2.
Sendo assim, pode-se afirmar que a razão E1/E2 é igual a:
Observe a figura a seguir.

Paralelo ao eixo horizontal x, há dois fios muito longos e finos. Conforme indica a figura acima, o fio1 está a 0,2m de distância do eixo x, enquanto o fio2 está a 0,1m. Pelo fio1, passa uma corrente i1=7,0mA e, pelo fio2, i2~6,0mA, ambas no sentido positivo de x. Um elétron (carga= e, massa=me) se desloca sobre o eixo x com velocidade constante. Sabendo que os dois fios e a trajetória do elétron estão no mesmo plano, qual o módulo, em mm/s, e o sentido do vetor velocidade do elétron em relação ao sentido das correntes i1 e i2?

Considere as seguintes proposições sobre campos magnéticos:
II. Ao se aproximar um ímã de uma porção de limalha de ferro, esta se movimenta porque o campo magnético do ímã realiza trabalho sobre ela.
III. Dois fios paralelos por onde passam correntes uniformes num mesmo sentido se atraem.
Então,
Michael Faraday foi um cientista inglês que viveu no século XIX. Através de suas descobertas foram estabelecidas as bases do eletromagnetismo, relacionando fenômenos da eletricidade, eletroquímica e magnetismo. Suas invenções permitiram o desenvolvimento do gerador elétrico, e foi graças a seus esforços que a eletricidade tornou-se uma tecnologia de uso prático. Em sua homenagem uma das quatro leis do eletromagnetismo leva seu nome e pode ser expressa como:
ε = ΔΦ/Δt onde ε é a força eletromotriz induzida em um circuito, ∅ é o fluxo magnético através desse circuito e t é o tempo.
Considere a figura ao lado, que representa um ímã próximo a um anel condutor e um observador na posição O. O ímã pode se deslocar ao longo do eixo do anel e a distância entre o polo norte e o centro do anel é d. Tendo em vista essas informações, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) Mantendo-se a distância d constante se observará o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário.
( ) Durante a aproximação do ímã à espira, observa-se o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário.
( ) Durante o afastamento do ímã em relação à espira, observa-se o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário.
( ) Girando-se o anel em torno do eixo z, observa-se o surgimento de uma corrente induzida.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Desejando-se determinar a intensidade do campo magnético no interior de um solenóide longo percorrido por uma corrente elétrica constante, um professor de física construiu um aparato experimental que consistia, além do solenóide, de uma balança de braços isolantes e iguais a d1 e d2 , sendo que o prato em uma das extremidades foi substituído por uma espira quadrada de lado l, conforme indicado na figura abaixo.

Quando não circula corrente na espira, a balança se
encontra em equilíbrio e o plano da espira está na
horizontal. Ao fazer passar pela espira uma corrente elétrica
constante i, o equilíbrio da balança é restabelecido ao
colocar no prato uma massa m . Sendo g o módulo do
campo gravitacional local, o campo magnético no interior do
solenóide é dado pela expressão

Um capacitor de placas paralelas carregado gera um campo elétrico constante em seu interior. Num instante inicial, uma partícula de massa m e carga +Q, localizada no interior do capacitor, é liberada com velocidade nula. Neste mesmo instante, o capacitor começa a girar com velocidade angular constante ω em torno do eixo z. Enquanto estiver no interior do capacitor e antes de colidir com uma das placas, a trajetória da carga será uma
Observação:
• desconsidere as ações dos campos magnético e gravitacional.

A Figura 1 apresenta um sistema composto por um trilho fixo em U e uma barra móvel que se desloca na vertival com velocidade v suspensa por um balão de massa desprezível. O trilho e a barra são condutores elétricos e parmenecem sempre em contato sem atrito. Este conjunto está em uma região sujeita a uma densidade de fluxo magnético
que forma com a horizontal uma ângulo θ, como ilustrado na Figura 2. Diante do exposto, o valor da corrente induzida no sistema, em ampères, no estado estacionário é:
• massa da barra: 1 kg;
• aceleração da gravidade g: 10 m/s2 ;
• ângulo θ entre a horizontal e o vetor B: 60° ;
• massa específica do ar: 1,2 kg/m3 ;
• volume constante do balão: 0,5 m3 ;
• comprimento da barra entre os trilhos: 0,2 m;
• densidade de fluxo magnético B: 4 T.
Observação:
• despreze a massa do balão com o hélio e o atrito entre a barra e os trilhos.
y = x2 - 9x + 3
Sabe-se que, em XY, um campo magnético uniforme paralelo ao vetor (3B, B) provoca força sobre a partícula. O ponto onde a partícula é submetida ao maior módulo de força magnética é
, paralela ao plano da página e
com o sentido indicado no desenho. No interior
desta câmara há um campo magnético uniforme
erpendicular à velocidade
, cujas linhas de campo
são perpendiculares ao plano da página e saindo
desta, conforme representado no desenho com o
símbolo ʘ. As partículas descrevem então
trajetórias circulares identificadas por I, II, III e IV.

Considerando as informações acima e os conceitos de eletricidade e magnetismo, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:
( ) A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa.
( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I.
( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II.
( ) Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior.
