Questões Militares Comentadas sobre magnetismo em física

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Q3614944 Física
Um professor, querendo relacionar os conhecimentos de eletromagnetismo e mecânica, elaborou um experimento em seu laboratório. Para isso, utilizou uma haste retilínea condutora ideal, com massa, de seção reta constante e homogênea, apoiada em uma cunha no ponto O. A extremidade de uma mola ideal foi presa ao ponto H da haste, e a outra foi ligada ao eixo de um cilindro de massa homogênea com base de área a, parcialmente imerso em um recipiente com água. A haste foi posicionada em contato elétrico com os pontos P e Q e uma corrente elétrica i percorreu a haste de P para Q. O sistema descrito ficou em equilíbrio estático, com a haste na horizontal, conforme o desenho abaixo. Em seguida, a mola ideal foi substituída por outra ideal, todo o sistema foi submetido a um campo magnético uniforme de intensidade B, perpendicular ao plano desta folha de prova e saindo dela, adquirindo, então, uma nova configuração de equilíbrio estático com a haste na mesma posição horizontal. A diferença (ΔX) entre as alturas da parte emersa (X) do cilindro depois da ação do campo magnético e antes da ação do campo é:

Dados: Não há forças atuando entre a haste condutora e os contatos P e Q. O campo magnético age apenas na haste condutora. Nas duas situações, as molas estão distendidas. Considere a densidade da água igual a p, o módulo da aceleração da gravidade igual a g, OQ = 8d, PO = 2d e OH = 1,6d.

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Alternativas
Q3589260 Física
Uma espira retangular condutora, com resistência elétrica 2Ω, está imersa em um campo magnético uniforme В, perpendicular ao plano da espira. O campo magnético varia no tempo conforme a equação: 

B(t) = 0,5t²-2t + 3 (em Tesla)

A área da espira é 0,4m², e o intervalo de tempo analisado é t, que pertence ao intervalo [0, 5] segundos. Com base nessas informações, assinale a opção que apresenta o valor da corrente induzida na espira no instante t = 3s.
Alternativas
Q3520521 Física
Um fio condutor retilíneo e homogêneo, que possuí 20 cm de comprimento e 10 g de massa, está apoiado horizontalmente sobre uma mesa. Uma mola ideal e de massa desprezível, inicialmente em repouso (condição de equilíbrio), está conectada exatamente no meio deste condutor, como mostrado na figura A. No instante em que uma corrente elétrica (i) de 4 A começa a circular pelo fio, o apoio da mesa é retirado e ele fica suspenso horizontalmente por meio da mola, como mostrado na figura B. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas da frase abaixo. Adote a intensidade da aceleração da gravidade nolocal igual a 10 m/s2, a constante da mola k igual a 10 N/m, a resistência elétrica do fio igual a zero e a ação da gravidade sobre o sistema.

Sabendo que o fio está inserido em um campo magnético (B) perpendicular e uniforme de 0,5 T, pode‐se concluir, corretamente, que após a corrente elétrica começar a circular pelo fio condutor, a força magnética Fm estará dirigida verticalmente para _______ e a mola sofrerá uma deformação igual a ______ cm.
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Alternativas
Q3479470 Física
Na questão de Física, quando necessário, utilize:


• Densidade da água = 1,0 kg/L

• Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 ∙ 108 m/s

• Índice de refração do ar: nar = 1,0

• Índice de refração da glicerina: nglicerina = 1,4

π = 3,0

• Calor específico molar a volume constante do gás ideal monoatômico: Cv =3/2 R 
Os dínamos são geradores de corrente elétrica utilizados em bicicletas para acender uma pequena lâmpada. Para isso é necessário que a parte móvel (rotor) esteja em contato com o pneu da bicicleta por meio de uma pequena polia, conforme ilustrado na figura 1. 

Q64_1.png (228×184)

O movimento do pneu é transmitido à pequena polia de contato convertendo energia mecânica em elétrica. A cada volta do rotor os polos norte e sul do imã passam em frente a cada uma das duas bobinas, alterando o fluxo de indução magnética através delas, conforme esquematizado na figura 2. 

Q64_2.png (256×200)

Para determinada velocidade da bicicleta tem-se que o comportamento do fluxo de indução magnética (Φ), em função do tempo (t), pode ser descrito pelo gráfico seguinte. 

Q64_3.png (324×154)

A partir da análise das figuras 1 e 2 e do gráfico acima, examine as assertivas seguintes:

I - Considerando o raio da polia de contato igual a 2 cm e não havendo deslizamento da roda e nem da polia, pode-se afirmar que a velocidade da bicicleta é de 36 km/h.
II - A força eletromotriz máxima disponível nos terminais da lâmpada é 12 V.
III - O módulo da carga elétrica transportada pela corrente elétrica, em cada ciclo, é igual a 0,15 µC, considerando-se a resistência elétrica da lâmpada igual a 2,4 Ω.

São verdadeiras as assertivas 
Alternativas
Q3268661 Física

Um feixe de elétrons passa entre os polos de um ímã, como se pode observar de forma simplificada na figura a seguir.



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O sentido da força aplicada sobre os elétrons será para 

Alternativas
Q2280140 Física
Uma sonda composta por um conjunto de m espiras de raio r e colocada no interior de um solenoide de n espiras circulares e comprimento L. O solenoide e conectado a um circuito C composto por uma fonte de tensão variável U e um resistor de resistência elétrica R. A tensão da fonte cresce linearmente com o tempo t, conforme a relação: Imagem associada para resolução da questão

A sonda é conectada a um voltímetro e orientada de modo que o eixo axial de suas espiras seja paralelo ao campo magnético. Considere que R e muito maior do que a resistência/impedância proporcionada pelo solenoide e que a permeabilidade magnética do interior do solenoide é µ0

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A magnitude da tensão medida pelo voltímetro e:


Alternativas
Q2260425 Física
Um ímã em forma de ferradura é disposto verticalmente, como mostra o esquema da figura. Duas placas planas são dispostas horizontalmente e paralelas aos polos do ímã. As placas são eletrizadas com cargas iguais e de sinais contrários. Assim, os campos magnético e elétrico gerados se superpõem.
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Um elétron é lançado paralelamente às placas na região central do sistema. Desprezados efeitos gravitacionais e outros agentes externos, a trajetória que o elétron deverá descrever será uma
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Q2201264 Física
Um feixe de partículas carregadas positivamente é lançado com uma velocidade inicial da posição A. Ao entrar, perpendicularmente, na Região 1 o feixe sofre a ação de uma força causada pela presença de um campo, que faz com que realize parte de um movimento circular uniforme até a posição B. Em seguida, ao entrar na Região 2, o feixe é acelerado por um outro campo antes de atingir o ponto C. Cada um dos retângulos tracejados representa uma região onde atua apenas um único campo. Considerando que do ponto A até o ponto C atuam somente campos elétricos ou magnéticos, assinale a alternativa que indica corretamente o tipo de campo que atua na Região 1 e 2, respectivamente.  
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Alternativas
Q2070359 Física

Um feixe de íons positivos move-se inicialmente na direção + x com velocidade não relativística. O feixe entra em um seletor de velocidade onde o campo elétrico é E e está orientado ao longo da direção + y, enquanto o campo magnético B está orientado na direção + z. Qual das alternativas a seguir expressa o módulo da velocidade crítica v na qual o íon não será defletido uma vez que ele se move através do seletor de velocidade? 


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Alternativas
Q2070352 Física
Um elétron em um metal tem uma massa efetiva de 0,1 e. Se esse metal for colocado em um campo magnético de magnitude 1 tesla, qual será a frequência we de ressonância do ciclotron?
(Considere a carga do elétron de 1,6 . 10-19 C e sua massa de 9,0 . 10-31 kg). 
Alternativas
Q1991439 Física
Um gerador elétrico contém uma bobina de 80 espiras retangulares de 30,0 cm por 20,0 cm. À bobina é submetida a um campo magnético uniforme, de módulo B = 4,0T, com Imagem associada para resolução da questão inicialmente perpendicular ao plano da bobina. Sendo assim, determine o valor máximo da força eletromotriz produzida quando a bobina gira a 1200 revoluções por minuto em torno de um eixo perpendicular a Imagem associada para resolução da questão e assinale a opção correta. 
Alternativas
Q1989691 Física
Uma espira retangular, de lados a e b, é feita de um metal de resistividade ρ e área transversal S. Ela se encontra na posição horizontal e será atravessada por um campo magnético vertical B cuja intensidade, em função do tempo, está mostrada no gráfico.
Imagem associada para resolução da questão
A intensidade da corrente elétrica induzida na espira, em cada intervalo de tempo destacado e em função dos dados fornecidos, será

Alternativas
Ano: 2022 Banca: UFPR Órgão: PM-PR Prova: UFPR - 2022 - PM-PR - Cadete do Corpo de Bombeiro |
Q1977426 Física
O texto a seguir é referência para a questão.

Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Onde for necessário, use g = 10 m/s2 para o módulo da aceleração gravitacional. 
Uma partícula com uma carga elétrica Q = 1,6 x 10-19 C tem uma velocidade de módulo v = 5,0 x 104 m/s. Num dado instante, ela entra numa região onde há um campo magnético de módulo B = 10 mT. Nesse instante, o ângulo entre o campo magnético e a velocidade da partícula vale θ, e sabe-se que cos θ = 0,80 e sen θ = 0,60. Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo F da força magnética que surge sobre a partícula quando ela entra na região onde há o campo magnético.
Alternativas
Q1970855 Física

Uma partícula de carga q = 2 x 10-6 C e massa m = 30g penetra de forma perpendicular em um campo magnético de intensidade igual a 4000 T com velocidade v. Seu trajeto é curvo de raio igual a 0.4L até entrar em um tubo, como mostra a figura abaixo. 


Imagem associada para resolução da questão


Calcule o tempo, em segundos, para a partícula entrar no tubo.  

Alternativas
Q1937067 Física

FÍSICA


Nas questões de Física, quando necessário, utilize:

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2

• cos 30º = sen 60º = √3 /2

• cos 60º = sen 30º = 1 2

• calor específico da água: c = 1 cal/(g·ºC)

• calor latente de fusão do gelo: Lf = 80 cal/g

• temperatura de fusão do gelo: θf = 0 ºC

• densidade do gelo: µg = 0,92 g/cm3

• densidade da água: µA = 1,0 g/cm

Uma espira CDE, de resistência elétrica igual a 1 Ω, em forma de um triângulo equilátero de lado ℓ igual a 20 cm, desliza, livre de qualquer atrito e resistência do ar, com velocidade constante Imagem associada para resolução da questão de módulo igual a 30 cm/s sobre o plano xy na direção e sentido do eixo x, conforme ilustrado na figura abaixo:
Imagem associada para resolução da questão

No semiespaço x > 0, atua um campo magnético uniforme e constante Imagem associada para resolução da questão perpendicular ao plano xy, cujo módulo vale 2 T. A intensidade da força aplicada por um agente externo, na mesma direção e sentido da velocidade Imagem associada para resolução da questão, no instante em que o vértice E da espira estiver passando pelo ponto (15 , 0), a fim de manter a velocidade constante Imagem associada para resolução da questão, deverá ser, em mN, igual a
Alternativas
Ano: 2022 Banca: NC-UFPR Órgão: PM-PR Prova: NC-UFPR - 2022 - PM-PR - Cadete |
Q1901522 Física
O texto a seguir é referência para a questão.

Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por g. Onde for necessário, use g = 10 m/s2 para o módulo da aceleração gravitacional. 
O comportamento gráfico para o módulo do campo elétrico E numa dada região do espaço, em função da posição x dentro dessa região, é linear e está representado na figura ao lado.
Considerando as informações apresentadas no enunciado e na figura, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da força elétrica F produzida por esse campo sobre uma carga Q = 1,6 μC colocada na posição x = 4 cm.

Imagem associada para resolução da questão
Alternativas
Q1901441 Física
Se necessitar, use os seguintes valores para as constantes:

Aceleração local da gravidade g = 10 m/s2. 1 UA = dTerra−Sol = 150 milhões de quilômetros.
Velocidade da luz no vácuo c = 3,0×108 m/s. 
Considere um solenoide muito longo com n1 voltas por unidade de comprimento e raio a. Situado no lado externo do solenoide, há outro solenoide de comprimento L, com n2 voltas por unidade de comprimento e raio b (b > a). Metade do solenoide externo possui resistividade ρ1 e a outra metade ρ2. Os fios que compõem o solenoide possuem uma área transversal A e seus terminais estão ligados em curto. A corrente que passa pelo solenóide interno varia linearmente com o tempo, I = I0t. Desprezando a auto-indutância dos solenoides, a corrente induzida no solenóide externo pode ser escrita por 
Imagem associada para resolução da questão
Alternativas
Q1901439 Física
Se necessitar, use os seguintes valores para as constantes:

Aceleração local da gravidade g = 10 m/s2. 1 UA = dTerra−Sol = 150 milhões de quilômetros.
Velocidade da luz no vácuo c = 3,0×108 m/s. 
Considere o movimento de um objeto de massa m = 1,0 g, positivamente carregado, com carga q = 20,0 µC, na presença do campo gravitacional da superfície terrestre, g, e de um campo eletromagnético dado por
Imagem associada para resolução da questão

em que B = 1,00 T, Ex = 100 N/C e Ez = 800 N/C. O eixo z corresponde à direção vertical para cima. Sabendo que a partícula partiu da origem do sistema de coordenada com velocidade ~v, escrita em termos de suas componentes paralela e perpendicular a Imagem associada para resolução da questão, ou seja, Imagem associada para resolução da questão, sendo Imagem associada para resolução da questão 2,0 m/s e Imagem associada para resolução da questão = 1,0 m/s, calcule o tempo necessário para ela atingir a posição z = 1,0 m. 
Alternativas
Q1893105 Física
Um jovem estudante é solicitado pela mãe para solucionar um problema de sua loja onde, diversas vezes ao dia, adentram clientes. Pelo fato de a porta da loja ser muito silenciosa, a mulher constantemente não percebe a chegada dos clientes e se assusta quando estes a chamam.
Para resolver o problema de sua mãe, o estudante sugere a criação de um sistema elétrico no qual acopla um ímã à parte superior da porta com o polo norte voltado para cima e, na parede logo acima, coloca um sistema de espiras fixado ligado a uma campainha, como representado esquematicamente na figura a seguir.

Imagem associada para resolução da questão
Considere os pontos A e B nas extremidades da campainha.
Como funciona a campainha quando a porta é aberta, se inicialmente o ímã se encontra exatamente abaixo das espiras? 
Alternativas
Q1865644 Física
Observe a figura abaixo:

Imagem associada para resolução da questão  


Um feixe de partículas, carregadas negativamente e com diferentes velocidades penetra em uma região com dois campos perpendiculares entre si, um campo elétrico de módulo E = 10 V/m e um campo magnético de módulo B = 5 x 10-2 T, uniformes e constantes, e com direções e sentidos indicados na figura. Na outra extremidade dessa região existe um anteparo com um orifício que permite que somente partículas que não tenham tido sua trajetória desviada o ultrapassem, como ilustrado na figura. Ao ultrapassar o anteparo, as partículas penetram uma outra região de campo magnético constante e uniforme (área cinza na figura), descrevendo uma trajetória circular de raio R = 1 cm. Usando o eixo de coordenadas da figura, calcule o módulo e o sentido do vetor do campo magnético, ao longo do eixo z, na região de área cinza, considerando o módulo da carga de cada partícula q =1,6 x 10-19 C, e massa de cada partícula m = 1,6 x 10-31 Kg e assinale a opção correta. 
Alternativas
Respostas
1: C
2: A
3: C
4: A
5: C
6: C
7: A
8: C
9: E
10: E
11: C
12: A
13: C
14: B
15: D
16: C
17: A
18: A
19: B
20: B