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Questão 1 Vários peixes, como o tubarão e a arraia, possuem órgãos que formam um par emissor e receptor – sistema parecido com o radar – para localizar alimentos e detectar inimigos. À medida que os objetos distorcem a forma do campo elétrico emitido por esses peixes, seus receptores percebem a mudança, revelando, assim, a localização dos objetos. Essa capacidade de detecção faz sentido porque todas as células no corpo funcionam como baterias. Uma bateria comum produz tensão, ou diferença de potencial elétrico, quando duas soluções salinas com cargas elétricas diferentes são separadas dentro de uma célula eletroquímica. Cargas opostas se atraem e o movimento resultante cria uma corrente elétrica. (Adaptado de Scientific American Brasil. Setembro 2007. p. 36) O campo magnético produzido por um fio condutor percorrido por corrente elétrica num ponto P tem intensidade proporcional à corrente elétrica e inversamente proporcional à distância desse ponto ao condutor. Dois fios condutores retilíneos, longos e paralelos, estão separados pela distância d e percorridos por correntes elétricas de intensidades 2 A e 4 A, em sentidos opostos. Considere os pontos I, II, III, IV e V, igualmente espaçados, sobre uma reta perpendicular aos fios condutores, como mostra a figura: O campo magnético resultante é nulo no ponto indicado por ATIVIDADE SOBRE CAMPO MAGNÉTICO. Ano / Turma: 3º A Professor(a): Nelsinho 2º Bimestre Ensino Médio BOA SORTE! a) I. b) II. c) III. d) IV. e) V. Questão 2 É possível acender um LED, movimentando-se uma barra com as mãos? Para verificar essa possibilidade, um jovem utiliza um condutor elétrico em forma de U, sobre o qual pode ser movimentada uma barra M, também condutora, entre as posições X1 e X2. Essa disposição delimita uma espira condutora, na qual é inserido o LED, cujas características são indicadas na tabela. Todo o conjunto é colocado em um campo magnético B (perpendicular ao plano dessa folha e entrando nela), com intensidade de 1,1 T. O jovem, segurando em um puxador isolante, deve fazer a barra deslizar entre X1 e X2. Para verificar em que condições o LED acenderia durante o movimento, estime: a) A tensão V, em volts, que deve ser produzida nos terminais do LED, para que ele acenda de acordo com suas especificações. b) A variação do fluxo do campo magnético através da espira, no movimento entre X1 e X2. c) O intervalo de tempo t, em s, durante o qual a barra deve ser deslocada entre as duas posições, com velocidade constante, para que o LED acenda. NOTE E ADOTE: A força eletromotriz induzida é tal que . Questão 3 Uma espira circular com diâmetro igual a 4π cm é percorrida por uma corrente elétrica de 4 A, conforme a figura. (Considere o meio vácuo e a permeabilidade magnética µo= 4π · 10 –7 T · m/A). O vetor campo magnético no centro da espira é perpendicular ao plano da figura, cuja orientação e intensidade são: a. para fora do plano, com módulo igual a 4 · 10–7 T b. para dentro do plano, com módulo igual a 4 · 10–5 T c. para dentro do plano, com módulo igual a 4 · 10–7 T d. para fora do plano, com módulo igual a 4 · 10–5 T e. para fora do plano, com módulo igual a 2 · 10–5 T Questão 4 Na figura a seguir, f representa um fio condutor, fino, reto e comprido, perpendicular ao plano da página, percorrido por uma corrente elétrica. O símbolo no centro do fio indica que o sentido da corrente elétrica é tal que ela entra no plano dessa página. Os pontos P e Q estão, respectivamente, a 20 cm e a 10 cm do fio, conforme indicado na figura. Qual dos diagramas abaixo melhor representa os campos magnéticos nos pontos P e Q, respectivamente? Questão 5 A figura a seguir representa uma região em que coexistem um campo magnético e um campo elétrico, ambos uniformes e perpendiculares entre si, representados pelos vetores B e E. Uma partícula de massa m e carga q positiva é lançada numa direção horizontal perpendicular a esses campos, com velocidade v. Despreze a ação do campo gravitacional da Terra. Considere B = 0,25 T e E = 5,00 · 103 N/m. A ordem de grandeza do módulo da velocidade da partícula, para que sua trajetória seja horizontal, vale, em m/s: A) 106 B) 104 C) 10-4 D) 10-5 E) 105 Questão 6 A figura ilustra um fio condutor e uma haste metálica móvel sobre o fio, colocados numa região de campo magnético uniforme espacialmente (em toda a região cinza da figura), com módulo B, direção perpendicular ao plano do fio e da haste e sentido indicado. Uma força de módulo F é aplicada na haste, e o módulo do campo magnético aumenta com o tempo. De acordo com a Lei de Faraday, é correto afirmar que: A) o aumento de B com o tempo tende a gerar uma corrente no sentido horário, enquanto que a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido anti- horário. B) o aumento de B com o tempo tende a gerar uma corrente no sentido anti- horário, enquanto que a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido horário. C) ambos o aumento de B com o tempo e a ação da força F tendem a gerar uma corrente no sentido horário. D) ambos o aumento de B com o tempo e a ação da força F tendem a gerar uma corrente no sentido anti-horário. E) a ação da força F tende a gerar uma corrente no sentido horário, enquanto que o aumento de B com o tempo não tem influência sobre o sentido da corrente gerada. Questão 7 As corridas de aventura constituem uma nova prática desportiva, baseada no trinômio aventura – desporto – natureza. Antes de iniciar uma dessas corridas, a equipe Vida Viva recebeu a instrução de que, quando chegasse a um ponto X, deveria tomar o rumo nordeste (NE) e seguir para o Posto de Controle 2 (PC2), conforme a figura a seguir. Ao ler o indicador da bússola, o navegador da equipe não percebeu que, sobre o ponto X, passava uma linha de transmissão de corrente contínua de sentido sul – norte. Considere que a interferência causada pela corrente da linha de transmissão no campo magnético da bússola, cuja agulha antes apontava para o norte magnético, fez que ela passasse a apontar para o campo magnético da referida linha de transmissão. Após a leitura da bússola, a equipe Vida Viva, seguindo a direção indicada por esse instrumento, se deslocou do ponto X na direção A) nordeste (NE). B) noroeste (NO). C) norte (N). D) sul (S). Questão 8 Considere os campos magnéticos gerados por espiras condutoras e solenoides ideais, quando percorridos por correntes elétricas e imersos no vácuo, e assinale o que for correto. 01) Em um solenoide ideal, as espiras adjacentes conduzem correntes elétricas constantes com o mesmo sentido, que provocam uma atração entre si, que produz uma tensão mecânica de compressão ao longo do eixo principal do solenoide. 02) As linhas de campo magnético, no interior de um solenoide ideal, percorrido por uma corrente elétrica constante, são antiparalelas, resultando em um campo magnético nulo nessa região. 04) A intensidade do campo magnético é máxima no centro de uma espira condutora e aumenta com o aumento da intensidade da corrente elétrica que circula na espira. 08) Os campos magnéticos gerados por solenoides ideais, percorridos por correntes elétricas constantes, não dependem de fatores geométricos associados a estes componentes elétricos. 16) Os campos magnéticos gerados no exterior das espiras de solenoides ideais, percorridos por correntes elétricas constantes, são muito maiores que aqueles gerados em seu interior. Questão 9 Considere que os circuitos elétricos mostrados a seguir são percorridos por correntes constantes. Se ε1 = 9 V e ε2 = 12 V, é correto afirmar que: A) a corrente no trecho AB tem o mesmo sentido que a corrente no trecho CD, e, devido a estas correntes, a força entre estes trechos é repulsiva. B) a corrente no trecho AB tem o mesmosentido que a corrente no trecho CD, e, devido a estas correntes, a força entre estes trechos é atrativa. C) a corrente no trecho AB tem sentido oposto à corrente no trecho CD, e, devido a estas correntes, a força entre estes trechos é repulsiva. D) a corrente no trecho AB tem sentido oposto à corrente no trecho CD, e, devido a estas correntes, a força entre estes trechos é atrativa. E) a força entre os trechos AB e CD devido a estas correntes é sempre repulsiva, independentemente dos sentidos das correntes. Questão 10 Considere um fio condutor retilíneo fino e longo, através do qual passa uma corrente I = 30 A e uma espira metálica circular de raio r = 0,2 m, percorrida por uma corrente I’, posicionada no mesmo plano vertical do fio e a uma distância d = 0,8 m abaixo deste, como mostra a figura dada. Para que a indução magnética resultante no centro da espira seja nula, a corrente I’ na espira terá sentido e intensidade, respectivamente: (A) horário, 2 A (B) anti-horário, 4 A (C) anti-horário, 2 A (D) horário, 4 A (E) horário, 6 A2 (use se necessário: π = 3) Questão 11 Dois fios condutores, infinitamente longos, retilíneos e paralelos, estão contidos no mesmo plano e conduzem correntes elétricas iguais a I no mesmo sentido. Os pontos A, B e C são equidistantes dos fios e estão contidos no mesmo plano dos fios, veja a figura. Com fundamentos nos conceitos da eletrodinâmica, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). (001) As intensidades dos campos magnéticos nos pontos A e C são iguais, mas seus sentidos são opostos. (002) A intensidade do campo magnético, no ponto B, é maior que nos pontos A e C. (004) Se desligarmos a corrente elétrica I, no fio inferior, o campo magnético no ponto B aumenta. (008) Se desligarmos a corrente elétrica I, no fio superior, a intensidade do campo magnético no ponto B fica menor que no ponto C. (016) Se trocarmos o sentido da corrente em apenas um dos fios, a intensidade do campo magnético, no ponto B, fica maior que nos pontos A e C. Questão 12 Em 2011 comemoram-se os 100 anos da descoberta da supercondutividade. Fios supercondutores, que têm resistência elétrica nula, são empregados na construção de bobinas para obtenção de campos magnéticos intensos. Esses campos dependem das características da bobina e da corrente que circula por ela. Quando necessário, use g = 10 m/s2 e π = 3. a) O módulo do campo magnético B no interior de uma bobina pode ser calculado pela expressão , na qual i é a corrente que circula na bobina, n é o número de espiras por unidade de comprimento e . Calcule B no interior de uma bobina de 25000 espiras, com comprimento L = 0,65 m, pela qual circula uma corrente i = 80 A. b) Os supercondutores também apresentam potencial de aplicação em levitação magnética. Considere um ímã de massa m = 200 g em repouso sobre um material que se torna supercondutor para temperaturas menores que uma dada temperatura crítica TC. Quando o material é resfriado até uma temperatura T < TC, surge sobre o ímã uma força magnética . Suponha que tem a mesma direção e sentido oposto ao da força peso do ímã, e que, inicialmente, o ímã sobe com aceleração constante de módulo aR = 0,5 m/s 2, por uma distância d = 2,0 mm, como ilustrado na figura a seguir. Calcule o trabalho realizado por ao longo do deslocamento d do ímã. Questão 13 Numa certa região, o campo magnético gerado pela Terra possui uma componente Bx paralela à superfície terrestre, com intensidade de 2 × 10 −5 T, e uma componente Bz perpendicular à superfície terrestre, com intensidade de 5 × 10−5 T. Nessa região, uma linha de transmissão paralela à componente Bx é percorrida por uma corrente elétrica de 5000 A. A força magnética por unidade de comprimento que o campo magnético terrestre exerce sobre essa linha de transmissão possui intensidade igual a: A) 0,10 N/m B) 0,25 N/m C) 1,0 N/m D) 2,5 N/m E) 10 N/m Questão 14 Um aspecto controverso sobre a organização da vida em seres complexos se encontra nas teorias sobre a evolução das células eucarióticas. Uma das possibilidades levantadas é que a célula eucariótica se teria originado a partir de um tipo curioso de procarionte que respondia a campos magnéticos — as magnetobactérias. Daí a hipótese da necessidade de um campo magnético para a evolução da vida complexa. As magnetobactérias têm uma configuração que lhes confere um momento magnético permanente, o que permite que elas se alinhem ao campo magnético terrestre. Tal propriedade, conhecida como magnetotaxia, é observada em muitas espécies de bactérias modernas. A magnetotaxia permite que tais seres, utilizando-se de flagelos para locomoção, se difundam de maneira organizada, o que lhes fornece a possibilidade de migrarem para ambientes quimicamente mais propícios ao longo das linhas do campo geomagnético. Uma das pistas de que a vida complexa pode ter sido originada de magnetobactérias é a observação da utilização do campo magnético como mecanismo adaptativo por organismos multicelulares procariontes. Tendo o texto como referência inicial e considerando a multiplicidade de aspectos que ele suscita, julgue os itens a seguir (certo ou errado). • O termo geomagnético citado no texto refere-se ao campo magnético da Terra, que se origina do movimento de íons em seu interior. Esse campo atua sobre partículas carregadas, alterando a energia cinética delas. • Se uma magnetobactéria se deslocasse em um meio fluido de viscosidade nula, seu movimento, possibilitado pelo flagelo, seria mais efetivo que no caso de viscosidade não nula, devido à ausência de perdas geradas pelo atrito. • A variação de um campo elétrico na região em que uma magnetobactéria se encontra estática é, teoricamente, capaz de induzir o movimento desse organismo. Questão 15 Uma carga puntiforme, inicialmente em movimento retilíneo, ingressa numa região de campo magnético uniforme com a mesma direção da sua velocidade inicial, porém com sentido oposto ao desta. Considerando apenas a ação do campo magnético sobre tal carga, pode-se afirmar que a velocidade da carga: A) não mudará nem o módulo, nem a direção e nem o sentido. B) não mudará nem a direção e nem o sentido, mas aumentará o módulo. C) não mudará nem a direção e nem o sentido, mas diminuirá o módulo. D) não mudará nem o módulo e nem o sentido, mas modificará a direção. E) não mudará o módulo, mas modificará a direção e o sentido. Questão 16 Uma corrente IE percorre uma espira circular de raio R enquanto uma corrente IF percorre um fio muito longo, que tangencia a espira, estando ambos no mesmo plano, como mostra a figura. Determine a razão entre as correntes IE/IF para que uma carga Q com velocidade v paralela ao fio no momento que passa pelo centro P da espira não sofra aceleração nesse instante. Questão 17 Uma particula de carga q > 0 é colocada em repouso próxima de uma espira circular, a uma distância L do centro da espira, sobre o eixo ortogonal ao plano da espira que passa pelo seu centro. A espira possui raio R e é percorrida por uma corrente I. O módulo da força magnética na partícula é: a) b) c) nulo d) Questão 18 Em uma espira retangular condutora, conforme figura a seguir, circula uma corrente i no sentido horário. Nesse caso, a expressão para o campo magnético total no centro da espira é: a) , entrando no plano da página. b) , saindo do plano da página. c) B=0 d) , saindo do plano da página. e) , entrando no plano da página. Questão 19 A figura a seguir mostra um ímã permanente em que estão indicados os seus polos norte (N) e sul (S), respectivamente. O ímã e os pontos indicados estão no plano da página. Sobre o campo magnético gerado peloímã, analise as afirmações seguintes: I. O sentido do campo magnético é diferente nos pontos 2 e 4. II. O sentido do campo magnético é igual nos pontos 2 e 4. III. O sentido do campo magnético é igual nos pontos 1 e 2. IV. O sentido do campo magnético é diferente nos pontos 2 e 3. Está CORRETO o que se afirma em A) I e III. B) I e IV. C) II e III. D) III e IV. E) II e IV. Questão 20 A figura representa o campo magnético de dois fios paralelos que conduzem correntes elétricas. A respeito da força magnética resultante no fio da esquerda, podemos afirmar que ela A ( ) atua para a direita e tem magnitude maior que a da força no fio da direita. B ( )atua para a direita e tem magnitude igual à da força no fio da direita. C ( )atua para a esquerda e tem magnitude maior que a da força no fio da direita. D ( )atua para a esquerda e tem magnitude igual à da força no fio da direita. E ( )atua para a esquerda e tem magnitude menor que a da força no fio da direita. Questão 21 As primeiras observações dos fenômenos elétricos e magnéticos são muito antigas. Cerca de 700 a.C., os gregos já tinham observado que o âmbar, quando atritado, ficava eletrizado e atraía pequenos pedaços de palha. Quanto aos fenômenos magnéticos, há indícios encontrados em documentos chineses que sugerem que estes fenômenos já eram conhecidos em 2000 a.C. Estes dois ramos da Física desenvolveram-se separadamente por séculos até 1820, quando Oersted observou que uma corrente elétrica percorrendo um fio provocava a deflexão da agulha de uma bússola. Foi então que, na primeira metade do século XIX, surgiu o Eletromagnetismo. Em relação aos fenômenos eletromagnéticos, é CORRETO afirmar que: 01. uma barra condutora isolada foi eletrizada com uma carga elétrica de 16 C. Isto significa que ela perdeu 1020 elétrons. 02. uma barra condutora isolada foi eletrizada com uma carga elétrica de 16 C. Isto significa que ela recebeu 1020 prótons. 04. duas cargas q1 e q2, próximas uma da outra, interagem. Se q1 for subitamente acelerada, a força que q1 faz em q2 muda instantaneamente. 08. duas minúsculas esferas condutoras com cargas q1 e q2, de módulos e sinais desconhecidos, estão separadas por uma distância d. Sabendo-se que o campo elétrico é zero em um ponto da reta que as une, à direita de ambas, pode-se concluir que as esferas têm cargas de sinais contrários. 16. as linhas do campo magnético são contínuas, não tendo começo nem fim. Isto se deve à inexistência de polos magnéticos isolados. 32. é impossível a existência de um campo eletromagnético no vácuo. 64. dois fios condutores paralelos, percorridos por correntes de mesmo sentido, se repelem. Questão 22 Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S) em relação aos conceitos de eletricidade e eletromagnetismo. 01. Elétrons e prótons são condutores de eletricidade nos metais. 02. Os polos de um ímã permanente determinam uma diferença de potencial em suas extremidades. 04. Bateria elétrica e pilha elétrica são componentes elétricos que geram em seus polos uma força eletromotriz. 08. Todo resistor elétrico é ôhmico. 16. Resistores elétricos transformam energia elétrica em calor. 32. Campos magnéticos podem ser criados por ímãs permanentes e correntes elétricas. Questão 23 Considere uma espira retangular de lados a e b percorrida por uma corrente I, cujo plano da espira é paralelo a um campo magnético B. Sabe-se que o módulo do torque sobre essa espira é dado por = IBab. Supondo que a mesma espira possa assumir qualquer outra forma geométrica, indique o valor máximo possível que se consegue para o torque. A ( ) B ( ) IBab C ( ) 2IBab D ( ) E ( ) Questão 24 Em uma excursão acadêmica, um aluno levou uma lanterna com uma bússola acoplada. Em várias posições durante o dia, ele observou que a bússola mantinha sempre uma única ori-entação, perpendicular à direção seguida pelo Sol. À noite, estando a bússola sobre uma mesa e próxima de um fio per-pendicular a ela, notou que a bússola mudou sua orientação, no momento em que foi ligado um gerador de corrente contínua. A orientação inicial da agulha da bússola é amostrada na figura a seguir, onde a seta preenchida indica o sentido do campo magnético da Terra. Ao ligar o gerador, a corrente sobe o fio (saindo do plano da ilustração). Assim, a orientação da bússola passará a ser a seguinte: Questão 25 Isolados um do outro, um fio retilíneo e muito longo foi deitado sobre uma espira circular plana de raio R, conforme o esquema. Dados: R = 0,02 m µ0 = 4 × π × 10 –7 T × m × A –1 π = 3 (valor aproximado, para facilitar seus cálculos) i1 = 4 A i2 = 8 A Supondo que no ponto C apenas atuem os campos magnéticos gerados pelas duas correntes elétricas indicadas, a) represente em um desenho a direção e o sentido dos vetores campo magnético ’ gerados pela espira e pelo fio, tendo como referência o plano da folha e o esquema. b) determine a intensidade do campo magnético resultante, supondo que na região não haja nenhuma outra manifestação magnética. Questão 26 O alicate-amperímetro é um medidor de corrente elétrica, cujo princípio de funcionamento baseia-se no campo magnético produzido pela corrente. Para se fazer uma medida, basta envolver o fio com a alça do amperímetro, como ilustra a figura abaixo. a) No caso de um fio retilíneo e longo, pelo qual passa uma corrente i, o módulo do campo magnético produzido a uma distância r do centro do fio é dado por , onde . Se o campo magnético num ponto da alça circular do alicate da figura for igual a 1,0 × 10-5 T, qual é a corrente que percorre o fio situado no centro da alça do amperímetro? b) A alça do alicate é composta de uma bobina com várias espiras, cada uma com área A = 0,6 cm2. Numa certa medida, o campo magnético, que é perpendicular à área da espira, varia de zero a 5,0 × 10-6 T em 2,0 × 10-3 s. Qual é a força eletromotriz induzida, , em uma espira? A lei de indução de Faraday é dada por: , onde é o fluxo magnético, que, nesse caso, é igual ao produto do campo magnético pela área da espira. Questão 27 Segundo dados do IBGE de 2000, em cerca de 71,5% das cidades brasileiras com serviço de limpeza urbana, o lixo é depositado em lixões. [...] E, praticamente em todos esses lixões existem pessoas trabalhando, incluindo crianças. [...] São meninos e meninas de diferentes idades. [...] Vivem em condições de pobreza absoluta. Realizam um trabalho cruel. São crianças no lixo. Uma situação dramática e comum no Brasil. (SANTOS; MÓL (Coord.), 2003, p. 22). Questão 25 A coleta, o transporte, a reciclagem dos resíduos urbanos e os riscos iminentes dos lixões envolvem considerações, como as seguintes: (01) A coleta seletiva de plásticos realizada nos lixões, removendo o poluente da natureza, é um procedimento suficiente para permitir que o uso desse material seja compatível com a demanda progressiva das populações. (02) O guindaste eletromagnético utilizado para separar objetos metálicos em um lixão é constituído de uma barra de ferro doce no interior de um solenoide, percorrido por corrente elétrica. (04) A distância mínima percorrida, horizontalmente, por um caminhão a 36,0 km/h até parar em um local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s² — de modo que um contêiner cheio de lixo transportado na carroceria cujo coeficiente de atrito estático é 0,25 mantenha-se parado sem deslizar — é igual a 20,0 m. (08) O resfriamento do vidro fundido — mistura de silicatos de sódio e de cálcio — no processo de reciclagem, devolve ao material uma rigorosa estrutura cristalina, como aquela evidenciada por substâncias iônicas, a exemplo do óxido de cálcio. (16) O para-brisa da cabine de uma aeronave que sobrevoa um lixão a 540,0 km/h e colide, perpendicularmente, durante 1,0.10-3s, com um urubude 2,0 kg e velocidade bem menor do que a da aeronave, fica submetido a uma força de 3,0.105N . (32) Uma solução para o problema dos lixões deve envolver, em um projeto industrial, a inclusão de um destino definido para o lixo que seja compatível com o equilíbrio natural do ambiente. Questão 28 Um fio de comprimento L = 40 cm colocado ao longo do eixo-x é percorrido pela corrente I = 1,0 A no sentido positivo, na presença de um campo magnético = 1, 0 10−3 + 2 ,0 10−3 , em tesla. Calcule o módulo da força magnética sobre o fio, em unidades de 10−5 N. Questão 29 Um longo solenoide de comprimento L, raio a e com n espiras por unidade de comprimento, possui ao seu redor um anel de resistência R. O solenoide está ligado a uma fonte de corrente I, de acordo com a figura. Se a fonte variar conforme mostra o gráfico, calcule a expressão da corrente que flui pelo anel durante esse mesmo intervalo de tempo e apresente esse resultado em um novo gráfico. Questão 30 Uma corrente constante de valor i = 1 A percorre um fio retilíneo, delgado, infinito e horizontal (ver figura). Uma partícula de carga 10−19 C e peso 10−30 N move-se no vácuo horizontalmente, com velocidade constante de módulo 10−5 m/s. Sabendo que a permeabilidade magnética no vácuo vale 4π × 10−7 Tm/A, qual a distância D, em metros, da partícula ao fio? A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3 D) 0,4 E) 0,5 Questão 31 Uma corrente elétrica passa por um fio longo, L, coincidente com o eixo y no sentido negativo. Uma outra corrente de mesma intensidade passa por outro fio longo, M, coincidente com o eixo x no sentido negativo, conforme mostra a figura. O par de quadrantes nos quais as correntes produzem campos magnéticos em sentidos opostos entre si é A ( ) I e II B ( ) II e III C ( )I e IV D ( )II e IV E ( )I e III Questão 32 Uma criança possui três ímãs idênticos e uma bússola. Em uma brincadeira, ela dispõe os ímãs em diversas posições, mantendo-os fixos e colocando a bússola em um ponto próximo a eles. Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S),que mostra(m) a(s) disposição(ões) onde a posição da agulha da bússola é possível. Questão 33 Uma equipe de cientistas alemães e americanos desenvolveu uma nova tecnologia para aplicação em microscópios, que permite duplicar a resolução de imagens de estruturas extremamente pequenas, como o núcleo das células. Esses cientistas puderam registrar recentemente o processo pelo qual o núcleo de uma célula se prepara para a divisão — algo que a ciência moderna não tinha visto antes de forma tão clara. (NOVA tecnologia..., 2008). Com base nessas informações e em conhecimentos sobre o microscópio e sua aplicação, pode-se afirmar: (01) As novas tecnologias utilizadas em microscópios possibilitaram a visão do núcleo atômico, confirmando as previsões de Dalton feitas no século XIX. (02) Os feixes de elétrons utilizados em microscópios eletrônicos, para iluminar as amostras em análise, têm a mesma natureza dos raios catódicos. (04) A imagem final de um objeto conjugada pela ocular de um microscópio composto é real, direta e ampliada. (08) A imagem de uma bactéria de diâmetro igual 3,0 µm — obtida por um microscópio composto, com poder de ampliação da objetiva 100 vezes e o da ocular 10 vezes — tem área igual a . (16) A compreensão da estrutura básica da célula eucariótica, consagrada na Teoria Celular, está associada ao desenvolvimento da microscopia. (32) As alterações observadas nas células somáticas em reprodução incluem a montagem de estruturas microtubulares, condição essencial para a separação equitativa das cromátides irmãs. (64) Fenômenos nucleares que iniciam a divisão de uma célula incluem a compactação máxima da cromatina. Questão 34 Uma espira circular ligada a um amperímetro é posicionada perpendicularmente a um campo magnético. Assinale o que for correto. 01) Se a espira for mantida em repouso e o campo magnético uniforme, então será observada uma corrente elétrica no circuito. 02) Se o fluxo magnético variar no tempo, será observado o surgimento de uma força eletromotriz induzida na espira. 04) Se o campo magnético variar no tempo, não será observado o surgimento de uma corrente elétrica induzida na espira. 08) Quando há uma força eletromotriz induzida na espira, a primeira lei da termodinâmica é violada. 16) Para uma espira de 0,1 m de raio, imersa em um campo magnético uniforme de 0,2 T de intensidade e posicionada perpendicularmente ao mesmo, o fluxo magnético que a atravessa é 2 × 10−3π Wb. Questão 35 A transmissão da energia para mover motores e dispositivos elétricos sem o uso de fios, prevista pelo prof. Labouriau, foi recentemente demonstrada, mas ainda não está disponível em escala comercial. A solução atual ainda é o uso intensivo de cabos elétricos. As figuras I e II ilustram dois projetos de distribuição de energia elétrica a partir da usina hidrelétrica às cidades A, B e C, com os respectivos circuitos elétricos. A energia gerada em uma usina hidrelétrica é distribuída, por cabos, para as cidades A, B e C. A cidade B está a 200 km, em linha reta, da cidade A, e a cidade C localiza-se a 100 km do ponto médio entre as cidades A e B, e está equidistante delas. Nos circuitos mostrados, RA, RB e RC são resistências que simulam o consumo de energia nas cidades A, B e C, respectivamente, e R1 e R2 correspondem às resistências dos fios nos trechos correspondentes. A partir dos dois projetos de distribuição de energia apresentados, julgue os itens a seguir (certo ou errado), assumindo que o fio utilizado seja do mesmo tipo em ambos os projetos e desconsiderando a distância da usina hidrelétrica à cidade A. • As resistências dos fios entre as cidades A e C nos projetos I e II diferem em mais de 50%. • Caso as três cidades recebam a mesma corrente elétrica, as perdas por efeito joule nas linhas de transmissão serão maiores se adotado o projeto I que as que ocorreriam se adotado o projeto II. • A partir dos projetos I e II, é correto inferir que as tensões na rede que chegam à cidade B independem do consumo de energia na cidade C. • Se as resistências dos fios das linhas de transmissão fossem desprezadas, os circuitos equivalentes dos dois projetos de distribuição de energia seriam iguais. • Considerando-se que a cidade B tenha 10 mil habitantes, que cada habitante consuma, em média, 200 W, que, em horários de pico, essa média aumente para 2.000 W e que a tensão na linha de transmissão seja igual a 100 kV, é correto concluir que o fio dessa linha deve ser capaz de suportar uma corrente de 1,0 kA. • Considere que, ao longo das linhas de transmissão, ocorra redução gradual de tensão e que, adotando-se o projeto II, sejam usados transformadores para reduzir a tensão fornecida às cidades B e C a um mesmo valor. Nesse caso, a razão Np/Ns entre o número de espiras do primário (Np) e o do secundário (Ns) dos transformadores deve ser maior na cidade C que na cidade B. Questão 36 A figura ilustra um conjunto de bobinas denominado coilgun, ou seja, arma de bobinas, que, originalmente, era experimental e projetada para acelerar projéteis por meio de campos magnéticos. A mesma ideia, mas aplicada de maneira reversa, é utilizada na coilgun atômica, que desacelera quaisquer átomos ou moléculas que tenham polos norte e sul magnéticos, o que inclui a maioria dos elementos da tabela periódica. Na coilgun atômica, átomos que saem de um forno, com velocidades supersônicas, passam por múltiplos estágios de bobinas elétricas (solenoides). Em cada estágio, a bobina, bem longa e de pequeno raio r, é mantida com uma corrente I constante; quando o átomo atinge o ponto médio da bobina, a corrente é desligada. A cada estágio do aparelho, a velocidade do átomo diminui para um valor que varia de acordo com os parâmetros do equipamento, entre eles, a corrente I. Considereque a magnitude do campo magnético – B – no interior de uma bobina seja obtida por , em que I é a corrente que passa pelo fio, µ0 é a permeabilidade magnética do espaço livre, L é o comprimento da bobina e N é o número de voltas (espiras) que constituem o enrolamento da bobina. A partir dessas informações, julgue os itens a seguir (certo ou errado). • Se as correntes das bobinas não fossem desligadas, os átomos incidentes sairiam da última bobina com velocidade maior que aquela com que entraram na primeira bobina. • Infere-se que, na situação da coilgun ilustrada na figura, as bobinas estão atraindo-se mutuamente. • Nas coilguns, os átomos são desacelerados pela força de Lorentz, cujo módulo é F = qvB, em que q é a carga do átomo, v é a velocidade do átomo, e B é o campo magnético gerado por cada bobina. • O princípio que rege, na coilgun atômica, o fenômeno de desaceleração dos átomos é a lei de Faraday. • Tendo como referência o sentido das linhas de campo magnético indicado esquematicamente na figura, infere-se que os átomos, para serem desacelerados ao entrar na bobina, devem apresentar o vetor que vai de seu polo norte a seu polo sul apontando no sentido de P para Q. Questão 37 Uma corrente I flui em quatro das arestas do cubo da figura (a) e produz no seu centro um campo magnético de magnitude B na direção y, cuja representação no sistema de coordenadas é (0, B, 0). Considerando um outro cubo (figura b) pelo qual uma corrente de mesma magnitude I flui através do caminho indicado, podemos afirmar que o campo magnético no centro desse cubo será dado por: A) (–B, –B, –B). B) (–B, B, B). C) (B, B, B). D) (0, 0, B). E) (0, 0, 0). Questão 38 Dois fios condutores retilíneos são sobrepostos ortogonalmente, sem haver contato entre eles, conforme ilustra a figura. Considerando a permeabilidade magnética do meio igual a e sabendo que uma corrente elétrica, i, passa em ambos os fios, determine as características do campo magnético — módulo, direção e sentido —, devido a essa configuração, nos pontos C e D que distam, respectivamente, d1 e d2, d2<d1 , desses condutores. Questão 39 O diagrama a seguir representa as linhas de um campo magnético uniforme. Assinale a alternativa que melhor representa a posição da agulha de uma bússola colocada em um ponto P, no mesmo plano do campo magnético. Questão 40 É conhecido e experimentalmente comprovado que cargas elétricas aceleradas emitem radiação eletromagnética. Este efeito é utilizado na geração de ondas de rádio, telefonia celular, nas transmissões via satélite etc. Quando o módulo da velocidade de uma partícula com carga elétrica e for pequeno comparado ao módulo da velocidade da luz c no vácuo, prova-se, utilizando a eletrodinâmica clássica, que a potência com a qual a carga elétrica com aceleração constante a irradia ondas eletromagnéticas é Pirr = , onde é a constante de permissividade elétrica. Desprezando-se efeitos relativísticos, considera-se um próton com massa mp = 2 × 10−27 kg com carga elétrica e = 2 × 10−19C abandonado em repouso em um campo elétrico uniforme de intensidade E = 14 × 1019 N/C produzido por um capacitor de placas paralelas uniformemente carregadas com cargas de sinais opostos como esquematizado na figura a seguir: A distância entre as placas é d = 4 × 10−15 m, o meio entre elas é o vácuo, o campo gravitacional é desprezado e o tempo necessário para o próton percorrer a distância entre as duas placas é T = 10−19s. a) Calcule a energia irradiada durante todo o percurso entre as placas, considerando que a potência de irradiação é Pirr = , onde = 6 × 10−52kg · s. Apresente os cálculos. b) Calcule a velocidade final com que o próton atinge a placa negativa do capacitor. Apresente os cálculos. Questão 41 A figura ilustra, de maneira esquemática, as linhas do campo magnético da Terra no espaço que a circunda. A barra mostrada no meio do planeta representa um ímã que geraria um campo equivalente ao da Terra. Com base nessas informações, julgue os itens a seguir (certo ou errado). • Segundo a figura, o polo norte geográfico corresponde ao polo norte magnético do imã, uma vez que, no polo norte, as linhas do campo magnético estão entrando na Terra. • Uma partícula carregada, lançada paralelamente às linhas de campo mostradas na figura, sofrerá um desvio de 90° devido à ação de uma força magnética. Questão 42 A fim de discutir os efeitos magnéticos da corrente elétrica sobre quatro pequenas bússolas postas sobre uma placa, um professor montou, em um laboratório didático, o dispositivo experimental representado na figura a seguir. Inicialmente, com a chave desligada, as bússolas ficam orientadas exclusivamente pela ação do campo magnético terrestre. Ao ligar a chave e fazer circular uma corrente elétrica no circuito, esta irá produzir um campo magnético muito mais intenso que o terrestre. Com isso, as bússolas irão se orientar de acordo com as linhas desse novo campo magnético. Das representações a seguir, a que melhor representa o efeito do campo magnético produzido pela corrente sobre as bússolas é A) B) C) D) Questão 43 Assinale em qual das situações descritas nas opções abaixo as linhas de campo magnético formam circunferências no espaço. A) Na região externa de um toroide. B) Na região interna de um solenoide. C) Próximo a um ímã com formato esférico. D) Ao redor de um fio retilíneo percorrido por corrente elétrica. E) Na região interna de uma espira circular percorrida por corrente elétrica. Questão 44 Considere dois fios paralelos, muito longos e finos, dispostos horizontalmente conforme mostra a figura. O fio de cima pesa 0,080 N/m, é percorrido por uma corrente I1 = 20 A e se encontra dependurado por dois cabos. O fio de baixo encontra-se preso e é percorrido por uma corrente I2 = 40 A, em sentido oposto. Para qual distância r indicada na figura, a tensão T nos cabos será nula? Questão 45 Considere ume solenoide de 25 cm de comprimento e 500 espiras idênticas. O interior do solenoide é o vácuo, cuja permeabilidade magnética vale tm/A, e as espiras têm raio 15 mm. Nestas condições, o valor aproximado da indutância (L), em mH, vale A) 0,8 B) 1,8 C) 3,5 D) 5,3 E) 8,0 Adote: = 3 Questão 46 Dois arames condutores pelos quais passam correntes elétricas de intensidade constante e idêntica são arranjados um próximo ao outro nas configurações ilustradas a seguir, nas quais as setas indicam o sentido da corrente. Sobre a força magnética entre os arames, é correto afirmar: (A) Nas situações 1 e 2, ocorre repulsão entre os fios. (B) Nas situações 1 e 2, ocorre atração entre os fios. (C) Nas situações 1 e 3, ocorre repulsão entre os fios. (D) Nas situações 1 e 3, ocorre atração entre os fios. (E) Nas situações 2 e 3, não há interação entre os fios. Questão 47 Dois fios metálicos de comprimento L estão dispostos paralelamente no vácuo, separados por uma distância d. Cada um desses fios transporta uma corrente elétrica i, e essas correntes elétricas fluem em sentidos contrários nos fios. Com base nessas informações, analise as alternativas e assinale o que for correto. 01) As linhas de campo magnético no entorno dos fios são paralelas ao comprimento desses fios. 02) Os fios são atraídos pelas forças magnéticas que surgem em função do fluxo de carga elétrica nesses fios. 04) O módulo da força de interação entre os fios é diretamente proporcional ao produto entre as correntes elétricas que fluem nesses fios. 08) O módulo do vetor campo magnético a uma dada distância r dos fios é dado por . 16) O módulo da força magnética observada em cada fio é . Questão 48 Em uma aula de laboratório, os estudantes foram divididos em dois grupos. O grupo A fez experimentos com o objetivo de desenhar linhas de campo elétricoe magnético. Os desenhos feitos estão apresentados nas figuras I, II, III e IV. Aos alunos do grupo B, coube analisar os desenhos produzidos pelo grupo A e formular hipóteses. Dentre elas, a única correta é que as figuras I, II, III e IV podem representar, respectivamente, linhas de campo a) eletrostático, eletrostático, magnético e magnético. b) magnético, magnético, eletrostático e eletrostático. c) eletrostático, magnético, eletrostático e magnético. d) magnético, eletrostático, eletrostático e magnético. e) eletrostático, magnético, magnético e magnético. Questão 49 Em uma experiência de física, observa-se que uma carga elétrica puntiforme com carga elétrica q = 2 × 10−3 C se movimenta com velocidade constante v = 4 m/s, paralela ao eixo y, como ilustra a trajetória tracejada da figura. Sabendo que a região do espaço por onde a carga se movimenta possui campo elétrico E = 2 N/C ao longo do eixo z e campo magnético B ao longo do eixo x, ambos uniformes, também representados na figura, determine: a) módulo, direção e sentido da força feita pelo campo elétrico sobre a carga q; b) módulo do campo magnético em atuando na carga. Questão 50 O cíclotron foi inventado por E. O. Lawrence e M. S. Livingston, em 1932, para acelerar partículas como prótons e dêuterons, até energias cinéticas elevadas. Essas partículas com alta energia são utilizadas para bombardear outros núcleos, permitindo, assim, estudos sobre a estrutura nuclear ou até mesmo a produção de materiais radioativos para serem usados na medicina. A figura mostra um esquema simplificado desse equipamento. Uma partícula de massa m = 6,0 × 10–24 kg e carga q = +12,0 × 10–9 C encontra-se em repouso no ponto O da figura. Um campo elétrico, constante e uniforme de módulo E = 10 N/C, acelera a partícula entre duas placas planas e paralelas separadas pela distância d = 1,0 × 10–6 m. A partícula entra numa região de campo magnético constante e uniforme, de módulo B = 1,0 × 10–6 T, que está saindo do papel. a) Calcule a velocidade da partícula imediatamente antes de entrar na região de campo magnético. b) Calcule o raio R da primeira trajetória circular que a partícula descreve na região de campo magnético. c) Na região de campo magnético, o sentido da trajetória circular da partícula será horário ou anti-horário? Justifique sua resposta. d) O que deve ocorrer com o raio da trajetória circular quando a massa da partícula é aumentada? Justifique sua resposta. Questão 51 Para interagirem com o ambiente ao redor, as células dependem de proteínas receptoras presentes em sua superfície. Esses receptores engatam em moléculas específicas, desencadeando uma cascata de eventos bioquímicos que levam a certos comportamentos das células, como a secreção de hormônios ou a destruição de patógenos. Mas, antes que os receptores possam entrar em ação, eles geralmente precisam chocar-se. Donald Ingber, da Harvard Medical School, e seus colegas demonstraram que poderiam controlar essa ativação usando partículas de óxido de ferro agregadas a moléculas de dinitrofenol, DNP, que se ligam aos receptores em mastócitos produtores de histamina. Magnetizadas, as gotas de 30 nanômetros de largura atrairiam umas às outras, forçando os receptores a se aglomerarem e a ficarem ativos. Os pesquisadores detectaram aumento nos níveis de cálcio dentro das células, o que é o primeiro passo na secreção de histamina. A técnica poderia resultar em biossensores mais leves e econômicos em termos de energia para detectar patógenos ou encontrar novas formas de distribuir medicamentos. (MINKEL, 2008, p. 20) Considere fragmentos de óxido de ferro espalhados uniformemente sobre uma folha de cartolina e, em seguida, colocada sobre um ímã em forma de barra. Sobre a configuração formada pelos fragmentos de óxido de ferro, marque com V as proposições verdadeiras e com F, as falsas. ( ) Os fragmentos de óxido de ferro ficam imantados sob a ação do campo magnético do ímã e se alinham segundo as linhas de indução. ( ) Uma configuração semelhante àquela formada pelos fragmentos de óxido de ferro seria observada se a folha de cartolina fosse colocada sobre uma bobina disposta horizontalmente e percorrida por uma corrente elétrica contínua. ( ) Os fragmentos de óxido de ferro que estão sobre a folha de cartolina se deslocarão integralmente para as regiões dos polos do ímã, mostrando que as linhas de indução magnética apresentam uma região de descontinuidade no interior do ímã. ( ) Os fragmentos de óxido de ferro são atraídos na região do polo sul magnético e repelidos na região do polo norte magnético. A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a: 01) V F F F 02) F V F V 03) V V V F 04) F V F F 05) V V F F Questão 52 Um estudante posiciona uma bússola próxima de um longo fio delgado e retilíneo, percorrido por uma corrente elétrica constante, de intensidade i e sentido ascendente (ver figura). (Considere que tal corrente é formada por cargas positivas.) O fio está disposto ao longo da direção vertical, e a bússola encontra-se no plano horizontal. Assinale a alternativa que apresenta a vista de cima do conjunto fio + bússola, com a indicação correta da direção em que a agulha imantada da bússola aponta nessa situação. Despreze a influência do campo magnético terrestre. Fio Bússola A) B) C) D) E) Questão 53 Uma balança elétrica consiste em uma haste metálica de massa desprezível, que pode girar livremente em torno de um eixo horizontal fixo e isolante, como esquematizado na figura a seguir. Na extremidade direita da haste é fixada uma barra isolante na qual é colocado o prato da balança, tendo esse conjunto massa m. A barra isolante está à distância L1 do eixo de rotação. Na outra extremidade da haste, que se encontra à distância L2 do eixo, existe um imã de comprimento d que produz um campo magnético uniforme. Considerando o exposto, a) determine o sentido da corrente elétrica convencional que deve percorrer a haste de modo a equilibrar a balança e, em seguida, justifique sua resposta. b) calcule a intensidade do campo magnético B do imã, sabendo que a balança permanece horizontalmente em equilíbrio quando uma corrente elétrica iE percorre a haste metálica. c) calcule, em termos de m, M e iE , qual deve ser o acréscimo no valor da corrente elétrica , para manter a balança em equilíbrio, quando um corpo de massa M é colocado no prato. Questão 54 Uma espira circular de raio R é percorrida por uma corrente elétrica i criando um campo magnético. Em seguida, no mesmo plano da espira, mas em lados opostos, a uma distância 2R do seu centro colocam-se dois fios condutores retilíneos, muito longos e paralelos entre si, percorridos por correntes i1 e i2 não nulas, de sentidos opostos, como indicado na figura. O valor de i e o seu sentido para que o módulo do campo de indução resultante no centro da espira não se altere são respectivamente a) e horário. b) e anti-horário. c) e horário. d) e anti-horário. e) e horário. Questão 55 Várias empresas que prestam serviços a residências, ou a outras empresas, oferecem a seus clientes os famosos ímãs de geladeira, justamente para serem lembrados nos momentos de necessidade. Certa dona de casa não grudou na geladeira um ímã que recebera, esquecendo-o numa gaveta de armário. Após certo tempo, ao deparar com o ímã na gaveta, tentou grudá-lo na geladeira, mas ele, desmagnetizado, desprendeu-se, caindo no chão. Para magnetizá-lo novamente, ela poderá atritá-lo com uma barra de ferro em movimentos (A) circulares de um mesmo sentido. (B) circulares de sentidos alternados. (C) retilíneos de um mesmo sentido. (D) retilíneos de sentidos alternados. (E) parabólicos de sentidos alternados. Questão 56 A declinação do Campo Magnético Terrestre emFortaleza, CE, é de aproximadamente 21o para o oeste, e a sua componente horizontal é de aproximadamente 0,25 G. Se um elétron é atirado com velocidade 106 m/s, verticalmente para cima, a magnitude, a direção e o sentido da força magnética atuando sobre ele são dados por DADOS: 1 G = 10–4 T, cos(21o) = 0,93, sen(21o) = 0,36, e = 1,6 × 10–19 C A) 4,05 × 10–18 N na direção a 21o para o Norte da direção Leste-Oeste, sentido Leste. B) 3,78 × 10–18 N na direção a 21o para o Sul da direção Leste-Oeste, sentido Leste. C) 1,45 × 10–18 N na direção a 21o para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Norte. D) 4,05 × 10–18 N na direção a 21o para o Leste da direção Norte-Sul, sentido Sul. Questão 57 A descoberta surpreendente de que plantas vivas liberam metano não lança dúvida sobre a causa do aquecimento global. As atividades humanas — e não as plantas — são a origem do aumento desse e de outros gases de efeito estufa. Quando a radiação solar atinge a superfície terrestre, parte é absorvida e parte é refletida para o espaço, inclusive sob a forma de radiação infravermelha, associada ao calor. Alguns gases, como dióxido de carbono, metano e ozônio, absorvem parte dessa radiação infravermelha refletida. Por causa disso, o calor fica retido na atmosfera, aumentando a temperatura do planeta. [...] Cientistas descobriram que tanto os restos de plantas quanto a vegetação em crescimento produzem metano. A ideia de investigar as plantas como fonte de emissão de metano surgiu de pesquisas com o clorometano, um gás clorado que destrói o ozônio. Acreditava-se que a origem principal dele eram os oceanos e as queimadas nas florestas, mas verificou-se que plantas de certa idade emitem a maior parte de clorometano encontrado na atmosfera. Os hidratos de metano, CH4(H2O)n, se formam em condições de alta pressão, como as encontradas no fundo do oceano. Uma quantidade desconhecida, mas possivelmente muito grande de metano está retida sob essa forma nos sedimentos do oceano, entretanto esses hidratos ficaram estáveis pelo menos ao longo dos últimos quarenta mil anos, indicando que não estiveram envolvidos nos aumentos súbitos de metano ocorridos durante o último ciclo glacial. [...] Uma nova teoria pode explicar as intrigantes flutuações nos níveis de metano que refletem alterações nos níveis de dióxido de carbono e nas temperaturas globais. É bem provável que altas concentrações de dióxido de carbono e temperaturas crescentes levaram a um aumento considerável da vegetação, o que pode ter sido acompanhado por emissões de metano igualmente grandes. (KEPPLER; RÖCKMANN, 2010, p. 43-46.) Considere uma radiação infravermelha com frequência de 1,0 · 1013 Hz, que se propaga afastando-se da superfície terrestre, com velocidade de módulo igual a 3,0 · 105 km/s. Sabendo-se que, em determinado instante, o campo magnético da radiação tem intensidade igual a 6,0 · 10−5 T, e o sentido de sul para norte, é correto afirmar que, nesse instante, a característica vetorial do campo elétrico dessa radiação pode ser expressa como 01) 3,0 · 10−8 V/m, direção vertical, de norte para sul. 02) 2,0 · 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 60º com a horizontal. 03) 2,0 · 1013 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 45º com a horizontal. 04) 1,8 · 104 V/m, direção horizontal, de oeste para leste. 05) 1,8 · 104 V/m, direção inclinada, formando ângulo de 30º com a horizontal. Questão 58 A figura a seguir mostra o esquema de um instrumento (espectrômetro de massa), constituído de duas partes. Na primeira parte, há um campo elétrico , apontando para baixo, e também um campo magnético perpendicular, entrando na folha. Na segunda, há um campo magnético , de mesma direção que , mas em sentido oposto. Íons positivos, provenientes de uma fonte, penetram na primeira parte e, devido ao par de fendas F1 e F2, apenas partículas com velocidade , na direção perpendicular aos vetores e , atingem a segunda parte do equipamento, onde os íons de massa m e carga q têm uma trajetória circular com raio R. a) Obtenha a expressão do módulo da velocidade em função de E e de B1. b) Determine a razão m/q dos íons em função dos parâmetros E, B1, B2 e R. c) Determine, em função de R, o raio R’ da trajetória circular dos íons, quando o campo magnético, na segunda parte do equipamento, dobra de intensidade, mantidas as demais condições. Note e adote: Felétrica = q E (na direção do campo elétrico). Fmagnética = q v B senθ (na direção perpendicular a e a ; θ é o ângulo formado por e ). Questão 59 A figura a seguir mostra quatro fios, 1, 2, 3 e 4, percorridos por correntes de mesmo módulo, colocados nos vértices de um quadrado, perpendicularmente ao plano da página. Os fios 1, 2 e 3 têm correntes saindo da página e o fio 4 tem uma corrente entrando na página. Com base na figura, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01. O campo magnético resultante que atua no fio 4 aponta para o leste. 02. A força magnética resultante sobre o fio 4 aponta para o sudeste. 04. Os fios 1 e 3 repelem-se mutuamente. 08. A força magnética que o fio 2 exerce no fio 3 é maior do que a força magnética que o fio 1 exerce no fio 3. 16. O campo magnético resultante que atua no fio 2 aponta para o sudoeste. 32. O campo magnético resultante no centro do quadrado aponta para o leste. Questão 60 A figura a seguir mostra uma região onde existe um campo magnético , perpendicular ao plano do papel. Um elétron, um próton e um nêutron penetram na região com velocidade . Devido ao campo magnético, essas partículas executam trajetórias diferentes, designadas por 1, 2 e 3 . De acordo com essas trajetórias, é CORRETO afirmar que: a) as partículas 1, 2 e 3 são: próton, elétron e nêutron, respectivamente, e o campo está saindo do papel. b) as partículas 1, 2 e 3 são: elétron, nêutron e próton, respectivamente, e o campo está saindo do papel. c) as partículas 1, 2 e 3 são: próton, nêutron e elétron, respectivamente, e o campo está entrando no papel. d) as partículas 1, 2 e 3 são: elétron, nêutron e próton, respectivamente, e o campo está entrando no papel. e) as partículas 1, 2 e 3 são: nêutron, elétron e próton, respectivamente, e o campo está saindo do papel. Questão 61 A figura mostra uma bússola que, além de indicar a direção dos polos magnéticos da Terra, indica também a inclinação α das linhas de campo no local onde ela está. Bússolas como essa se inclinam αE em regiões próximas ao equador, αT em regiões próximas aos trópicos e αP em regiões próximas aos círculos polares. Conhecendo a configuração do campo magnético terrestre (veja a figura) pode-se afirmar que: (A) αP > αT > αE. (B) αT > αP > αE. (C) αP > αE > αT. (D) αT > αE > αP. (E) αE > αT > αP. Questão 62 Analise as afirmações e assinale o que for correto. 01) Um elétron, movimentando-se em linha reta no vácuo, produz um campo magnético na direção de propagação do elétron. 02) A força magnética sobre um elétron em repouso no vácuo, em uma região do espaço onde o campo magnético seja de 2T, é nula. 04) A quantidade de movimento de um próton que se move no vácuo com uma velocidade escalar de módulo constante v, em um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação do próton, é constante. 08) Um próton que se move no vácuo, sob a ação de um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação do próton, descreve uma trajetória circular. 16) Dois condutores metálicos paralelos percorridos por correntes elétricas idênticas que fluem no mesmo sentido atraem-se mutuamente. Questão 63 As figuras mostram três espiras circulares concêntricas e coplanares percorridas por correntes de mesma intensidade I em diferentes sentidos. Assinale a alternativa que ordena corretamente as magnitudes dos respectivos campos magnéticos nos centrosB1, B2, B3 e B4. a) B2 > B4 > B3 > B1. b) B1 > B4 > B3 > B2. c) B2 > B3 > B4 > B1. d) B3 > B2 > B4 > B1. e) B4 > B3 > B2 > B1. Questão 64 Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem. Um elétron atravessa, com velocidade constante de módulo v, uma região do espaço onde existem campos elétrico e magnético uniformes e perpendiculares entre si. Na figura a seguir, estão representados o campo magnético, de módulo B, e a velocidade do elétron, mas o campo elétrico não está representado. Desconsiderando-se qualquer outra interação, é correto afirmar que o campo elétrico .......... página, perpendicularmente, e que seu módulo vale .......... . (A) penetra na – vB (B) emerge da – vB (C) penetra na – eB (D) emerge da – eB (E) penetra na – Questão 65 Atualmente, a comunidade científica admite que certos animais detectam e respondem a campos magnéticos, e que para muitos deles essa capacidade é útil para a sobrevivência. Um sentido magnético tem sido, de fato, bem documentado em muitas espécies — desde migrantes sazonais, como tordos e borboletas-monarcas, até mestres navegadores, como pombos-correios e tartarugas marinhas; desde invertebrados, como lagostas, abelhas e formigas, a mamíferos, como toupeiras e focas-elefante; e de minúsculas bactérias a corpulentas baleias. Nos anos 1970, pesquisadores demonstraram que certas bactérias contêm filamentos de partículas microscópicas de magnetitas — uma forma fortemente magnética de óxido de ferro que orienta o organismo inteiro. CASTELVECCHI, Davide. A bússola interior. Scientific American Brasil, Aula Aberta, ano II, n. 13, p. 29-33, 2012. Tratando-se de fenômenos físicos oriundos de um ímã natural, a magnetita, como encontrado em certas bactérias, é correto afirmar: 01) As linhas de indução magnética e as linhas de força são linhas contínuas e fechadas que formam círculos concêntricos em torno de magnetita. 02) Os elétrons e prótons em repouso, ao serem expostos a campos magnéticos, serão submetidos a uma força magnética. 03) Um campo magnético pode ser usado como acelerador de partículas porque esse campo aumenta o módulo da velocidade dessas partículas. 04) Uma bobina chata percorrida por uma corrente elétrica forma no seu eixo uma região de campo magnético com as propriedades idênticas ao de um ímã natural. 05) As partículas eletrizadas, ao serem lançadas paralelamente às linhas de indução magnéticas com velocidade constante, interagem com o campo magnético, submetidas às forças magnéticas atrativas ou repulsivas. Questão 66 Com o objetivo de estudar a estrutura da matéria, foi projetado e construído no Cern (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares) um grande acelerador (LHC) para fazer colidir dois feixes de prótons, ou íons pesados. Nele, através de um conjunto de ímãs, os feixes de prótons são mantidos em órbita circular, com velocidades muito próximas à velocidade da luz (c) no vácuo. Os feixes percorrem longos tubos, que juntos formam um anel de 27 km de perímetro, onde é feito vácuo. Um desses feixes contém N = 2,0 × 1014 prótons distribuídos uniformemente ao longo dos tubos. Os prótons são mantidos nas órbitas circulares por horas, estabelecendo, dessa forma, uma corrente elétrica no anel. a) Calcule a corrente elétrica i, considerando o tubo uma espira circular de corrente. b) Calcule a intensidade do campo magnético gerado por essa corrente no centro do eixo de simetria do anel do acelerador LHC (adote π = 3). Apresente os cálculos realizados na resolução deste item. Questão 67 Com relação ao campo magnético terrestre e à orientação geográfica, analise as alternativas e assinale o que for correto. 01) O polo Sul magnético terrestre situa-se na região do polo Norte geográfico terrestre. 02) As linhas de campo magnético do campo magnético terrestre emergem do polo, na região do polo Sul geográfico. 04) O magma, presente na litosfera terrestre, e a revolução da Terra em torno do Sol são as fontes do campo magnético terrestre. 08) Os fenômenos atmosféricos das auroras Boreal e Austral são observados em função da existência do campo magnético terrestre. 16) Na Groenlândia, situada entre as latitudes 60º e 80ºnorte, o fluxo magnético associado ao campo magnético terrestre é menor do que o fluxo magnético existente no Brasil, que está situado entre as latitudes 20o e 50o sul. Questão 68 Dois fios condutores retos, idênticos, longos e muito finos são fixos, isolados um do outro e dispostos perpendicularmente entre si no plano da figura. Por eles percorrem correntes elétricas constantes e iguais a i, nos sentidos indicados pelas setas. Desprezando-se a distância entre os fios no ponto de cruzamento, é correto afirmar que o campo magnético é nulo em pontos equidistantes dos dois fios nos quadrantes A) II e IV. B) I e III. C) II e III. D) I e II. Questão 69 Dois fios condutores, longos e retilíneos, estão dispostos perpendicularmente à folha de papel e têm intensidades e sentidos de correntes indicados na figura. Sabendo-se que o meio é o vácuo, determine a intensidade do campo magnético no ponto P. Dado: µo = 4π · 10 –7 T · m/A Questão 70 Dois pedaços de fios retilíneos, Fio 1 e Fio 2, de mesmos materiais e comprimentos, estão conectados a duas barras condutoras ligadas a uma d.d.p. VA – VB = 6V, e separadas por 0,10 m, conforme a figura. A resistividade elétrica do material de que são feitos os fios vale ρ = 2 · 10−7 Ω.m e a área da seção reta do Fio 1 é 2 · 10−7 m2. A corrente elétrica que percorre o Fio 1 é i1 = 4 A e a resistência elétrica do Fio 2 é R2 = 3Ω. Dado: µ0: 4π · 10−7 T · m/A Nessas condições, determine: A) O comprimento de cada fio (Fio 1 ou Fio 2). B) O módulo, a direção e o sentido do campo magnético que atuam no Fio 2. C) A potência total dissipada na associação dos Fios 1 e 2. Questão 71 Dois pequenos ímãs idênticos têm a forma de paralelepípedos de base quadrada. Ao seu redor, cada um produz um campo magnético cujas linhas se assemelham ao desenho esquematizado. Suficientemente distantes um do outro, os ímãs são cortados de modo diferente. As partes obtidas são então afastadas para que não haja nenhuma influência mútua e ajeitadas, conforme indica a figura seguinte. Se as partes do ímã 1 e do ímã 2 forem aproximadas novamente na região em que foram cortadas, mantendo-se as posições originais de cada pedaço, deve- se esperar que (A) as partes correspondentes de cada ímã atraiam-se mutuamente, reconstituindo a forma de ambos os ímãs. (B) apenas as partes correspondentes do ímã 2 se unam reconstituindo a forma original desse ímã. (C) apenas as partes correspondentes do ímã 1 se unam reconstituindo a forma original desse ímã. (D) as partes correspondentes de cada ímã repilam-se mutuamente, impedindo a reconstituição de ambos os ímãs. (E) devido ao corte, o magnetismo cesse por causa da separação dos polos magnéticos de cada um dos ímãs. Questão 72 Duas espiras verticais estacionárias com aproximadamente o mesmo diâmetro d, perpendiculares e isoladas eletricamente entre si, têm seu centro comum na origem de um sistema de coordenadas xyz, na qual também está centrado um ímã cilíndrico de comprimento l << d e raio r << l. O ímã tem seu polo norte no semieixo x positivo e pode girar livremente em torno do eixo vertical z, sendo mantido no plano xy. Numa das espiras, situada no plano yz, circula uma corrente , cujo sentido positivo é o anti-horário visto do semieixo x positivo, e na outra circula uma corrente , cujo sentido positivo é o anti-horário visto do semieixo y positivo. a) Desprezando a diferença de diâmetro entre as espiras, obtenha o campo magnético na origem devido às correntes I1 e I2, na forma . b) Explique, por que, partindo do repouso em t = 0, o ímã adquire um movimentode rotação em torno de z. Em que sentido (horário ou anti-horário, visto a partir do semieixo z positivo) ocorre este giro? c) Ao se aumentar gradativamente a frequência angular das correntes, nota-se que o ímã passa a girar cada vez mais rápido. Contudo, com o ímã inicialmente em repouso e se são repentinamente aplicadas correntes I1 e I2 de alta frequência angular, nota-se que o ímã praticamente não se move. Explique a(s) razão(ões). Questão 73 Em 1820, Hans Cristian Oersted aproximou de uma bússola um fio condutor percorrido por uma corrente elétrica e não observou qualquer alteração na direção da agulha dessa bússola. Mais tarde, ao refazer o experimento, porém agora com o fio condutor posicionado em outra direção, ele constatou que ocorria uma alteração na direção da agulha da bússola. Essa experiência histórica fez a conexão entre a eletricidade e o magnetismo, criando o que nós conhecemos hoje por eletromagnetismo. Suponha uma bússola posicionada sobre uma folha de papel com sua agulha apontando para a parte superior da folha, o que corresponde à direção norte. Utilizando a figura a seguir, desenhe a direção em que deverá ser posicionado o fio condutor, passando exatamente sobre o centro da bússola, para que se obtenha o maior desvio possível da sua agulha. Escolha um sentido para a corrente no fio, marcando-o com uma seta na figura. Indique na figura para qual lado ocorrerá esse desvio, se para leste ou para oeste, de modo compatível com o sentido da corrente escolhido. Justifique suas respostas. Questão 74 Em relação ao campo magnético terrestre, assinale o que for correto. 01) A bússola é um instrumento que utiliza o campo magnético terrestre para indicar a direção aproximada dos polos terrestres. 02) O norte geográfico coincide com o norte magnético terrestre. 04) A declinação magnética é definida como o ângulo formado entre os meridianos magnéticos e geográficos. 08) A declinação magnética no estado do Paraná é maior do que 30°. 16) O campo magnético terrestre é uma consequência somente do movimento de rotação da Terra. Questão 75 Em uma região de alto vácuo, em que existe um campo magnético B = 4 × 10−4 T, são lançados um próton e um elétron com a mesma velocidade, perpendicularmente às linhas de campo magnético. A razão entre os raios do próton e do elétron é, aproximadamente: Dados: Carga do próton = 1,60 × 10−19 C Carga do elétron = −1,60 × 10−19 C Massa do elétron = 9,11 × 10−31 kg Massa do próton = 1,67 × 10−27 kg A) 5,45 × 10−04 B) 1,52 × 10−57 C) 1,67 × 10−27 D) 1,83 × 10+03 E) 1,67 × 10+27 Questão 76 Na segunda década do século XIX, Hans Christian Oersted demonstrou que um fio percorrido por uma corrente elétrica era capaz de causar uma perturbação na agulha de uma bússola. Mais tarde, André Marie Ampère obteve uma relação matemática para a intensidade do campo magnético produzido por uma corrente elétrica que circula em um fio condutor retilíneo. Ele mostrou que a intensidade do campo magnético depende da intensidade da corrente elétrica e da distância ao fio condutor. Com relação a esse fenômeno, assinale a alternativa correta. a) As linhas do campo magnético estão orientadas paralelamente ao fio condutor. b) O sentido das linhas de campo magnético independe do sentido da corrente. c) Se a distância do ponto de observação ao fio condutor for diminuída pela metade, a intensidade do campo magnético será reduzida pela metade. d) Se a intensidade da corrente elétrica for duplicada, a intensidade do campo magnético também será duplicada. e) No Sistema Internacional de unidades (S.I.), a intensidade de campo magnético é A/m. Questão 77 Os campos magnéticos produzidos pelo corpo humano são extremamente tênues, variando tipicamente entre 10–15 T e 10–9 T. O neuromagnetismo estuda as atividades cerebrais, registrando basicamente os sinais espontâneos do cérebro e as respostas aos estímulos externos. Para obter a localização da fonte dos sinais, esses registros são feitos em diversos pontos. Na região ativa do cérebro, um pequeno pulso de corrente circula por um grande número de neurônios, o que gera o campo magnético na região ativa. As dificuldades em medir e localizar esse campo são inúmeras. Para se compreender essas dificuldades, considere dois fios muito longos e paralelos, os quais são percorridos por correntes de mesma intensidade i, conforme ilustrado no arranjo da figura. Desconsidere o campo magnético terrestre. Com base no exposto, a) calcule o módulo do campo magnético gerado pela corrente de cada fio no ponto em que se encontra o detector, em função de h, i e µ0; b) determine a intensidade da corrente i, em função de h, de µ0 e do módulo do campo magnético B medido pelo detector. Questão 78 Os campos magnéticos, que podem ser gerados de diversas formas, possibilitam o funcionamento da maioria dos equipamentos elétricos e em especial dos motores elétricos. Sobre os campos magnéticos, julgue as afirmações: I A variação temporal do fluxo de um campo magnético através de uma bobina induz nesta bobina uma força eletromotriz. II Motores elétricos transformam energia elétrica em mecânica usando campo magnético nesse processo. III Dois fios muito longos e retilíneos conduzindo uma corrente elétrica ficam sujeitos a forças de origem magnéticas. IV Cargas elétricas em repouso geram campos magnéticos. Estão corretas somente as afirmações: (A) I e II. (B) III e IV. (C) I, II e III. (D) I, II e IV. (E) II, III e IV. Questão 79 Segundo a experiência de Oersted, conclui-se que “toda corrente elétrica gera ao redor de si um campo magnético”, pode-se afirmar que as linhas do campo magnético, originadas por um condutor reto percorrido por uma corrente elétrica constante, são: a. linhas retas entrando no condutor. b. linhas paralelas ao condutor. c. circunferências concêntricas ao condutor, situadas em planos paralelos ao condutor. d. circunferências concêntricas ao condutor, situadas em planos perpendiculares ao condutor. e. linhas retas saindo do condutor. Questão 80 Sobre os conceitos relativos à formação de campos magnéticos e à atuação de forças magnéticas, analise as alternativas e assinale o que for correto. 01) Um ímã, ou um condutor metálico percorrido por uma corrente elétrica, origina um campo magnético na região do espaço que o envolve. 02) O campo magnético no interior de um solenoide é diretamente proporcional à intensidade da corrente elétrica que flui no solenoide e ao número de espiras desse solenoide. 04) A força magnética que surge em um fio condutor percorrido por uma corrente elétrica é perpendicular à direção de propagação das cargas elétricas nesse condutor. 08) Condutores elétricos paralelos percorridos por correntes elétricas de mesmo sentido se repelem. 16) O vetor campo magnético, em cada ponto do espaço onde existe um campo magnético, é tangente às linhas do campo magnético que passam por esse ponto. Questão 81 Sobre os fenômenos do magnetismo, analise: I. Um ímã, inserido em uma região onde atua um campo magnético, está sujeito a um binário de forças magnéticas de mesma intensidade, que não são capazes de transladá-lo, contudo podem rotacioná-lo. II. Quando ímãs artificiais são produzidos, a posição de seus polos é determinada pela posição em que se encontra o corpo do ímã, relativamente às linhas do campo magnético ao qual ele é submetido em seu processo de magnetização. III. O número de vezes que podemos repartir um ímã em duas partes e dessas partes obtermos novos ímãs se limita ao momento em que da divisão separam- se os polos sul e norte. IV. Os polos geográficos e magnéticos da Terra não se encontram no mesmo local. Quando utilizamos uma bússola, o norte magnético de sua agulha nos indica a região em que se encontra o norte magnético do planeta. Está correto apenas o contido em (A) I e II.(B) I e IV. (C) II e III. (D) I, III e IV. (E) II, III e IV. Questão 82 Um ímã permanente é colocado verticalmente sobre uma base magnética como mostra a figura a seguir. Ao liberarmos o ímã, observamos que o mesmo flutua sobre a base e atinge uma posição de equilíbrio instável acima da base. Sabendo que a massa do ímã é de 10 g e a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2: a) determine o módulo, a direção e o sentido da força feita pelo campo magnético da base sobre o ímã. b) indique na figura a posição dos polos Norte e Sul do ímã. c) desenhe na figura as linhas de campo magnético geradas pelos polos Norte e Sul deste ímã permanente. Questão 83 Um avião metálico, com as asas medindo 15 metros de comprimento entre as suas extremidades voa horizontalmente em relação à Terra com velocidade de 720 km/h, em uma região na qual o componente vertical do campo magnético terrestre vale B = 4 · 10–5 T. A diferença de potencial (ddp) que surge entre as extremidades das asas do avião é: a. 0,15 V b. 0,12 V c. 1,2 V d. 1,5 V e. 12 V Questão 84 Um dos desafios técnicos que projetistas de aceleradores de partículas circulares enfrentam é como fazer com que as partículas carregadas façam a curva adequadamente. Suponha que uma equipe de cientistas deseje fazer com que prótons, de razão massa sobre carga igual a 10−8 kg/C, realizem um movimento circular uniforme, com velocidade de módulo 3.000 km/s. Para isso, um campo magnético uniforme de módulo 2 T é mantido aplicado na direção perpendicular ao plano da trajetória dos prótons. Nessa experiência, as partículas descrevem uma trajetória circular de raio: A) 2,5 mm B) 1,5 cm C) 2,5 dm D) 1,5 m E) 2,5 km Questão 85 Um dos fenômenos solares que mais interferem nos meios de comunicação, via satélite, é o chamado de ejeção coronal de matéria (CME), em que ocorre ejeção de milhões de toneladas de partículas elétricas pelo Sol para o espaço a uma velocidade de milhões de quilômetros por hora, formando bolsões magnéticos que podem causar turbulências no campo magnético da Terra, podendo também causar avarias nos mecanismos de comunicação por satélite e em ondas de rádio. Esse turbilhão de partículas carregadas, ejetadas sobre o planeta, causa deformações nas linhas do campo magnético da Terra, e é conhecido também como vento solar. Em condições normais, a magnetosfera da Terra deflete o fluxo dessas partículas emitidas pelo Sol, diminuindo as turbulências. A figura mostra a magnetosfera terrestre, representada por linhas de campo magnético, e também mostra um feixe de partículas positivas e negativas, lançadas pelo Sol e indo em direção ao planeta. Considere as linhas de campo magnético e os vetores velocidades que representam o movimento das partículas contidas no mesmo plano da figura, despreze outras interações que não sejam magnéticas e, com fundamentos no eletromagnetismo, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). (001) As linhas do campo magnético da Terra são fechadas. (002) As linhas do campo magnético, nas imediações da Terra, são abertas e saem do polo norte geográfico e entram no polo sul geográfico. (004) As partículas carregadas positivamente, que se aproximam da Terra pelo plano equatorial, são desviadas para fora do plano da página. (008) O campo magnético da magnetosfera da Terra é mais intenso nos polos. (016) A interação magnética, com as partículas carregadas que estão em movimento, contribui para a diminuição da energia cinética dessas partículas. Questão 86 Um estudante de Física realizou um experimento no laboratório para medir a variação da intensidade da corrente elétrica em um fio condutor retilíneo extenso em função do tempo, além de outras propriedades físicas. No gráfico a seguir, é mostrado um dos resultados do experimento. Com base no enunciado e nas duas figuras a seguir, assinale a(s) proposição(ões) correta(s). Figura 1 Figura 2 01. A carga elétrica que atravessa uma seção transversal do fio condutor entre os instantes 2 s e 4 s é de 4 C. 02. A figura 1 representa corretamente as linhas de campo magnético produzidas pela corrente elétrica i, no instante 4 s. 04. Os elétrons se deslocam no fio condutor com velocidade próxima à da luz. 08. O número de elétrons que atravessam uma seção transversal do fio condutor entre os instantes 2 s e 6 s é de 2,5 × 1019 elétrons. 16. A figura 2 representa corretamente os vetores campo elétrico e campo magnético produzido pela corrente elétrica i, em um ponto próximo ao fio condutor, no instante 4 s. 32. A intensidade do vetor campo magnético a 1,0 m do fio condutor, no instante 5 s, é de 2 × 10–7 T. 64. A intensidade média da corrente elétrica no fio condutor entre os instantes 0,0 s e 6,0 s é de 0,5 A. Questão 87 Um estudante deseja medir o campo magnético da Terra no local onde ele mora. Ele sabe que está em uma região do planeta por onde passa a linha do Equador e que, nesse caso, as linhas do campo magnético terrestre são paralelas à superfície da Terra. Assim, ele constrói um solenoide com 300 espiras por unidade de comprimento, dentro do qual coloca uma pequena bússola. O solenoide e a bússola são posicionados em um plano paralelo à superfície da Terra de modo que, quando o interruptor está aberto, a direção da agulha da bússola forma um ângulo de 90º com o eixo do solenoide. Ao fechar o circuito, o amperímetro registra uma corrente de 100,0 mA e observa-se que a deflexão resultante na bússola é igual a 62º. A partir desse resultado, determine o valor do campo magnético da Terra, considerando µ0 = 1,26 · 10 −6 T · m/A, sen62º = 0,88, cos62º = 0,47 e tg62º = 1,87. Questão 88 Um estudante investigou o comportamento de forças magnéticas entre dois fios condutores, a e b, retos, longos e paralelos. Primeiro, fez variar apenas as correntes ia e ib que percorrem os fios. Depois, fez variar apenas a separação espacial entre eles. No final do experimento, o estudante entregou um relatório ao professor com as seguintes conclusões: I. O módulo das forças entre os fios depende, linearmente, das intensidades das correntes ia e ib. II. Quanto menor a separação entre os fios, maior será o módulo das forças entre eles. III. Quando ib for nula, a força que o fio a faz sobre o fio b induzirá uma corrente i no fio b. IV. O fato das forças entre os fios ser de atração ou de repulsão só depende dos sentidos relativos das correntes nesses fios. Estão corretas apenas as conclusões: a) I, II e IV b) I, II e III c) III e IV d) I e IV e) II e III Questão 89 Um fio condutor fino, longo e retilíneo está perpendicular à página, e um circuito pode controlar a intensidade da corrente elétrica i que circula no fio e até mesmo trocar seu sentido, saindo da página ou entrando nela. O ponteiro de uma bússola está paralelo ao plano da página com o seu eixo de rotação perpendicular a esse plano e corta a reta que une o centro do fio e o eixo do ponteiro. Quando a corrente elétrica que passa pelo fio é nula, a direção do ponteiro da bússola coincide com essa reta que também é coincidente com a direção norte-sul magnético da Terra. O ângulo θ indica a direção do ponteiro da bússula e é medido no sentido anti-horário. Considere que a direção norte-sul geográfico coincide com a direção norte-sul magnético da Terra e, desprezando outras interações eletromagnéticas que não sejam as do campo magnético da Terra e as do campo magnético produzido pela corrente elétrica que circula pelo fio, assinale a(s) afirmação(ões) correta(s). (001) Quando o ângulo θ for igual a π/4, o campo magnético produzido pela corrente elétrica i que circula no fio é igual ao campo magnético produzido pela Terra no centro do ponteiro. (002) Se o ângulo 0 < θ < π/2, significa que o campo magnético, resultante no centro
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