Lista de Fsica Fora Magntica Prof. Medina1. (UF-AL 2006) Considere uma regio onde existe um campo magntico uniforme B, perpendicular ao plano do papel e penetrando nele. Um eltron penetra nessa regio, perpendicular s linhas de induo com velocidade . b) Considerando que a partcula tenha carga q = 1,610-19 C, massa m = 1,610-27 kg, e que E = 103 V/m, v0 = 105 m/s e que o tempo gasto pela partcula na Regio I seja t = 10-6 s, calcule a velocidade com que a partcula entrar na Regio II. c) Se B = 10-1 T, calcule o raio do arco de circunferncia que a partcula descreve no campo magntico.

3. (UF-JF 2007) Uma partcula puntiforme, com carga Q, massa m e vetor velocidade v, de mdulo constante, entra em uma regio com vetor campo magntico uniforme B, que est na direo do eixo z. O vetor velocidade faz um ngulo a) Descreva a trajetria descrita pelo eltron a partir do instante que penetra na regio do campo B. b) possvel calcular o trabalho realizado pela fora magntica que atua no eltron? Explique. de 30 com o vetor campo magntico, conforme mostrado na figura a seguir.

2. (UF-GO 2003) Um acelerador de partculas uma instalao na qual partculas so aceleradas e mantidas em uma trajetria curvilnea fechada, podendo atingir velocidades prximas da luz. As colises que elas podem ter com outras partculas so extremamente importantes para o melhor entendimento da estrutura interna da matria. O princpio bsico de funcionamento de um acelerador de partculas consiste na aplicao combinada de campos eltricos e magnticos, no interior de um anel no qual as partculas esto confinadas. A figura a seguir representa duas regies distintas onde se movimenta uma carga eltrica positiva q, inicialmente com velocidade v0. a) A projeo da trajetria descrita pela partcula no plano xy uma circunferncia. Calcule o raio dessa trajetria circular. b) Calcule o perodo do movimento circular do item a) c) Calcule o deslocamento da partcula na direo do campo magntico, ou seja, na direo z, durante o perodo calculado no item b). d) Calcule a distncia percorrida pela partcula durante o perodo calculado no item b).

4. (UF-PE 2004) Uma partcula de massa m = 20 mg e carga q = +400 C em movimento circular uniforme, na presena de um campo magntico uniforme B = 1,0 T, tem velocidade escalar v = 5,0 m/s. Considere que o movimento ocorre no vcuo e que a ao da fora peso desprezvel em relao Regio I: existe somente campo eltrico E. Regio II: existe somente campo magntico B, entrando no plano da folha. a) Represente a trajetria da carga q ao passar pela Regio I e, posteriormente, pela Regio II. fora magntica que atua na partcula. Calcule o raio, da trajetria circular, em centmetros.

Lista de Fsica Fora Magntica Prof. Medinab) Obtenha a expresso que fornece o raio R da trajetria e a que fornece o perodo T do movimento circular. 7. (UNESP 2007) Um feixe constitudo de dois tipos de partculas com cargas eltricas iguais, mas massas m1 e m2 (m1 m2). Ao adentrarem, com velocidades iguais, uma regio onde existe um campo magntico uniforme, as partculas de massa m1 e m2 descrevem, num mesmo plano, 5. (UF-SCAR 2005) O professor de Fsica decidiu ditar um problema "para casa", faltando apenas um minuto para terminar a aula. Copiando apressadamente, um de seus alunos obteve a seguinte anotao incompleta: Um eltron ejetado de um acelerador de partculas entra em uma cmara com velocidade de 8 105 m/s, onde atua um campo magntico uniforme de intensidade 2,0 10-3 ............. trajetrias semicirculares diferentes, com raios R1 e R2, respectivamente, como ilustradas na figura.

Expresse a razo entre as massas m1 e m2, em termos de R1 e R2. 8. (PUC-SP 2008) A figura mostra a trajetria de

. Determine a intensidade da fora magntica que atua sobre o eltron ejetado, sendo a carga de um eltron -1,6 10-19 ............. . Sabendo que todas as unidades referidas no texto estavam no Sistema Internacional, a) quais as unidades que acompanham os valores 2,0 10-3 e -1,6 10-19, nesta ordem? b) resolva a "lio de casa' para o aluno, considerando que as direes da velocidade e do campo magntico so perpendiculares entre si.

partculas eletricamente, se com

carregadas movendovelocidades

iniciais de mesmo mdulo em uma regio na qual existe um campo magntico. As partculas so eltron, prton e psitron (partcula de massa igual do eltron, mas de carga positiva). A respeito desse fato so feitas as seguintes afirmaes: I. A partcula 1 o eltron.

6. (UNESP 2002) Uma partcula eletrizada com carga q e massa m descreve uma trajetria circular com velocidade escalar constante v, sob a ao exclusiva de um campo magntico uniforme de intensidade B, cuja direo perpendicular ao plano do movimento da partcula. Para responder, utilize somente as variveis necessrias, dentre aquelas fornecidas no enunciado (q, m, v, B). a) Qual a expresso que fornece o mdulo da fora magntica Fm que age sobre a partcula?

II. A partcula 1 o psitron. III. A partcula 2 o prton. IV. O vetor induo magntica B est saindo verticalmente do plano do papel. V. O vetor induo magntica B est entrando verticalmente no plano do papel. VI. O vetor induo magntica B est paralelo ao plano do papel.

Lista de Fsica Fora Magntica Prof. Medina correto o que foi afirmado apenas em a) I e III. e VI. b) II. c) I, III e IV. d) II e V. e) III 11. (UECE 2007) Um eltron realiza um movimento circular uniforme (MCU) aps penetrar numa regio de campo magntico uniforme com velocidade perpendicular ao

mesmo. Mantendo-se fixo o valor do campo magntico, 9. (CEFET-CE 2008) Uma partcula, de massa m e carregada positivamente, lanada com velocidade v do ponto P, centro da face de um paraleleppedo formado por 4 cubos de arestas iguais, numa regio onde existe um campo magntico uniforme B, orientado conforme a figura a seguir. repete-se o experimento, desta vez dobrando-se o valor da velocidade de entrada do eltron. Este eltron ainda realiza um MCU. Em relao ao raio da trajetria descrita pelo segundo eltron e ao perodo de seu movimento, podemos afirmar, corretamente, que a) o raio da trajetria dobra quando a velocidade dobra de valor, mas o perodo permanece inalterado. b) o raio da trajetria e o perodo dobram quando a velocidade dobra de valor. c) o raio da trajetria e o perodo diminuem pela metade quando a velocidade dobra de valor. d) o raio da trajetria permanece inalterado enquanto o Desprezando aes gravitacionais, podemos afirmar perodo dobra de valor.

CORRETAMENTE que a partcula seguir uma trajetria: a) retilnea, passando pelo ponto L b) circular, no plano vertical LIEP c) circular, no plano horizontal LKCP d) parablica, no plano vertical GFEP e) retilnea, passando pelo ponto K 12. (UECE 2008) A maior fora de origem magntica (medida em newton) que pode atuar sobre um eltron (carga e = 1,6 10-19 C) em um tubo de TV, onde existe um campo magntico de mdulo B = 83,0 mT, quando sua velocidade de 7,0 106 m/s, vale aproximadamente a) 9,3 10-14\ b) 4,7 10-16 c) 13,3 10-10 10. (PUC-PR 2004) Uma carga positiva q se movimenta em um campo magntico uniforme , com velocidade . Levando em conta a conveno a seguir, foram representadas trs hipteses com respeito orientao da fora atuante sobre a carga q, devido sua interao com o campo magntico. 13. (UF-F 2001) A figura representa um avio em movimento, visto de cima, deslocando-se com uma velocidade de mdulo 3,0102m/s, para leste, sobre a linha do equador, no campo magntico terrestre (B). Sabe-se que a intensidade aproximada de B 5,510-5T, e que sua direo norte. d) 8,1 10-10

Est correta ou esto corretas: a) somente I e III. b) somente I e II. c) somente II. d) I, II e III. e) somente II e III.

Devido ao atrito com o ar, o avio adquire uma carga eltrica de 2,010-6C. Considere-o como uma carga puntiforme e assinale a opo que melhor descreve a fora magntica que atua no avio.

Lista de Fsica Fora Magntica Prof. Medinaa) 3,010-9 N; ao longo do avio, da frente para trs b) 3,910-13 N; ao longo do avio, de trs para a frente c) 11 N; de cima para baixo do avio d) 11 N; de baixo para cima do avio e) 3,310 N; de baixo para cima do avio-8

separados por uma distncia d, conduzirem correntes eltricas de mesma intensidade e de mesmo sentido, aparecer uma fora magntica repulsiva entre eles. d) Entre duas partculas carregadas em movimento somente atuam foras magnticas. e) Se um condutor retilneo de comprimento L, que conduz

14. (UF-PEL 2008) Uma partcula m e carga positiva q lanada de um ponto "P" com velocidade , no interior de um campo magntico uniforme B, conforme a figura a seguir.

uma corrente eltrica i, for colocado numa regio onde existe um campo magntico uniforme de mdulo B, a fora magntica sobre o condutor ser mnima quando o condutor estiver numa direo perpendicular do campo magntico.

16. (UFR-RJ 2006) Uma partcula de carga q entra com velocidade V0 numa regio onde existe um campo magntico uniforme B.

Escolha a alternativa que preencha as lacunas, da frase a seguir, corretamente. A trajetria descrita pela partcula, enquanto estiver no interior do campo magntico, ser _________ e o mdulo da velocidade _________ . a) Uma curva para a direita; diminui. b) Uma linha reta; permanece constante. c) Circular no sentido anti-horrio, de raio mv/Bq; permanece constante. d) Circular no sentido horrio, de raio = mv /Bq; aumenta. e) Uma curva para a esquerda; diminui.2

No caso em que V0 e B possuem a mesma direo, podemos afirmar que a partcula a) sofrer um desvio para sua direita. b) sofrer um desvio para sua esquerda. c) ser acelerada na direo do campo magntico uniforme B. d) no sentir a ao do campo magntico uniforme B. e) ser desacelerada na direo do campo magntico

15. (UF-PR 2006) O movimento de partculas carregadas em campos magnticos explicado a partir do conceito de fora magntica, desenvolvido por H. Lorentz e outros fsicos. Sobre o conceito de fora magntica, correto afirmar: a) A direo da fora magntica sobre uma partcula carregada sempre paralela direo do campo magntico e perpendicular direo da velocidade da partcula. b) Se uma partcula carregada entrar num campo magntico uniforme, de tal forma que sua velocidade inicial seja perpendicular ao campo, ento sua trajetria ser um crculo cujo raio inversamente proporcional ao mdulo da carga. c) Quando dois fios retilneos muito longos e paralelos,

uniforme B.

17. (UF-RS 2005) A figura a seguir representa uma regio do espao no interior de um laboratrio, onde existe um campo magntico esttico e uniforme. As linhas do campo apontam perpendicularmente para dentro da folha, conforme

indicado. Uma partcula carregada negativamente lanada a partir do ponto P com velocidade inicial v0 em relao ao laboratrio. Assinale com V (verdadeiro) ou F (falso) as afirmaes

Lista de Fsica Fora Magntica Prof. Medinaabaixo, referentes ao movimento subseqente da partcula, com respeito ao laboratrio. ( ) Se v0 for perpendicular ao plano da pgina, a partcula imersa em um campo magntico B est sujeita a uma fora magntica Fmag. Se v no paralelo a B, marque a alternativa que apresenta as caractersticas corretas da fora magntica Fmag. a) O trabalho realizado por Fmag sobre q nulo, pois Fmag perpendicular ao plano formado por v e B . b) O trabalho realizado por Fmag sobre q proporcional a v e B, pois Fmag perpendicular a v. c) O valor de Fmag no depende de v, somente de B; portanto Fmag no realiza trabalho algum sobre q. d) V - F - V. e) V - V - V. d) O valor de Fmag proporcional a v e B, sendo paralela a v; portanto o trabalho realizado por Fmag sobre q proporcional a v.

seguir uma linha reta, mantendo sua velocidade inicial. ( ) Se v0 apontar para a direita, a partcula se desviar

para o p da pgina. ( ) Se v0 apontar para o alto da pgina, a partcula se

desviar para a esquerda. A seqncia correta de preenchimento dos parnteses, de cima para baixo, a) V - V - F. b) F - F - V. c) F - V - F.

18. (UF-RS 2007) A radioatividade um fenmeno em que tomos com ncleos instveis emitem partculas ou radiao eletromagntica para se estabilizar em uma configurao de menor energia. O esquema a seguir ilustra as trajetrias das emisses radioativas , , e quando penetram em uma regio do espao onde existe um campo magntico uniforme B que aponta perpendicularmente para dentro da pgina. Essas trajetrias se acham numeradas de 1 a 4 na figura.-

20. (UNESP 2008) Uma mistura de substncias radiativas encontra-se confinada em um recipiente de chumbo, com uma pequena abertura por onde pode sair um feixe paralelo de partculas emitidas. Ao sarem, trs tipos de partcula, 1, 2 e 3, adentram uma regio de campo magntico uniforme B com velocidades perpendiculares s linhas de campo magntico e descrevem trajetrias conforme ilustradas na figura.

Sendo um ncleo de hlio, um eltron de carga positiva (psitron), - um eltron e um fton de alta energia, assinale a alternativa que identifica corretamente os nmeros correspondentes s trajetrias das referidas emisses, na ordem em que foram citadas. a) 1 - 2 - 4 - 3 b) 2 - 1 - 4 - 3 c) 3 - 4 - 1 - 2 d) 4 - 3 - 2 - 1 e) 1 - 2 - 3 - 4 Considerando a ao de foras magnticas sobre cargas eltricas em movimento uniforme, e as trajetrias de cada partcula ilustradas na figura, pode-se concluir com certeza que a)as partculas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais contrrios e a partcula 3 eletricamente neutra (carga zero). b) as partculas 1 e 2, independentemente de suas massas e 19. (UF-U 2007) Uma carga q movendo-se com velocidade v velocidades, possuem necessariamente cargas com sinais

Lista de Fsica Fora Magntica Prof. Medinacontrrios e a partcula 3 tem massa zero. c) as partculas 1 e 2, independentemente de suas massas e velocidades, possuem necessariamente cargas de mesmo sinal e a partcula 3 tem carga e massa zero. d) as partculas 1 e 2 saram do recipiente com a mesma velocidade. e) as partculas 1 e 2 possuem massas iguais, e a partcula 3 no possui massa.

GABARITO

1. a) o eltron passar a realizar, dentro do campo magntico, uma trajetria circular, com sentido horrio. b) como a fora magntica e o deslocamento sofrido pelo eltron so perpendiculares o trabalho da fora magntica ser nulo. 2. a) na regio I a carga permanece na mesma direo e sentido que originalmente, enquanto que, na regio II ela ir realizar uma trajetria circular, no sentido anti-horrio. b) 2.105m/s c) 0,02 m

3. a) R = mv/(2QB) c) z = mv/QB

b) T = 2m/QB d) (s)2 = 2mv/QB

4. 25 cm.

5. a) Respectivamente tesla (T) e coulomb (C). b) 2,56 . 10-16 (N)

6. a) Fm = | q | . v . B.

b) R = mv/| q | B;

T = 2m/| q | B

7. A fora magntica a resultante centrpeta, ento, F mag = F centr qvB = mv2/R, de onde vem que m = RqB/v. Para os dois tipos de partcula tanto q, B e v so constantes, de modo que, m1/m2 = R1/R2.

8. [C] 9. [C] 10. [A] 11. [A] 12. [A] 13. [E] 14. [C] 15. [B] 16. [D] 17. [E] 18. [B] 19. [A] 20. [A]