Estudo Ativo Vol 4 - Ciências da Natureza-394-396

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a) q.B
2.m.U
2 
b) B
2.q.U 
c) q .B
2.m.U
2 
d) 
q.B
2.m .U 
e) 
q.B
2.m .U2 
13. (Ufu)
Uma forma de separar diferentes partículas carre-
gadas é acelerá-las, utilizando placas que possuem 
diferença de potencial elétrico (V) de modo que 
adquiram movimento retilíneo para, em seguida, 
lançá-las em uma região onde atua campo magné-
tico uniforme Br] g Se o campo magnético atuar em 
direção perpendicular à velocidade vr] g das partí-
culas, elas passam a descrever trajetórias circulares 
e, dependendo de suas características, com raios de 
curvaturas diferentes. A figura ilustra o esquema 
de um possível equipamento que possui funcio-
namento similar ao descrito. Nesse esquema, dois 
tipos diferentes de partículas são aceleradas a partir 
do repouso do ponto A, descrevem incialmente uma 
trajetória retilínea comum e, em seguida, na região 
do campo magnético, trajetórias circulares distintas.
Considerando-se a situação descrita e representada 
na figura, é correto afirmar que 
a) ambas as partículas gastam o mesmo tempo para 
descrever a trajetória circular. 
b) ambas as partículas possuem carga elétrica nega-
tiva. 
c) a partícula que possui maior carga possui trajetória 
com maior raio de curvatura. 
d) a partícula que possui maior relação massa/carga 
possui menor raio de curvatura. 
14. (Uepg 2023)
Adotando para a partícula alfa a carga q = 3,2 × 10-19 
C e a massa m = 6,4 × 10-27 kg, analise o comporta-
mento de uma partícula dessa natureza cuja velo-
cidade seja de 4,0 × 107 m/s, e que, ao ser lançada 
perpendicularmente a um campo magnético, passa a 
executar um movimento circular uniforme (MCU) de 
raio 4 m. Nesse contexto, assinale o que for correto. 
01) O valor do campo magnético é de 0,2 T. 
02) Se a partícula em questão fosse lançada paralela-
mente ao campo magnético, não haveria força mag-
nética agindo sobre ela. 
04) A variação da energia cinética da partícula alfa 
entre os instantes em que ela entra no campo mag-
nético e após 8 s em movimento circular uniforme 
(MCU) é zero. 
08) O MCU é um movimento acelerado, já que apresenta 
uma aceleração denominada aceleração centrípeta. 
15. (Ufsc 2023)
Entre as diversas obras expostas encontrava-se uma 
réplica de “Aurora Borealis”, pintada em 1865 pelo 
paisagista norte-americano Frederic Edwin Church. 
Na mesma sala, também estavam expostas pinturas 
e fotos de outros artistas sobre o mesmo fenômeno. 
Um professor, ao observar as obras, destacou a com-
binação de cores presente. Nesse momento, alguns 
estudantes se lembraram das discussões em sala de 
aula sobre a aurora boreal e sobre um modelo para a 
interação de partículas carregadas em campos mag-
néticos uniformes. Esse modelo consiste de partícu-
las de carga de módulo q em movimento com velo-
cidade de módulo v em direção a uma região onde 
existe um campo magnético uniforme de módulo B, 
como ilustra a figura abaixo.
Dentre as afirmações feitas pelos estudantes sobre 
a formação das auroras e o modelo, identifique a(s) 
correta(s).
 
01) O período do movimento da partícula ao interagir 
com o campo magnético indicado na figura depende 
do valor da velocidade da partícula. 
02) As auroras podem estar associadas a erupções sola-
res, se as partículas emitidas pela erupção interagi-
rem com o campo magnético terrestre. 
04) Ao entrar em região de campo magnético uniforme, as 
partículas serão desviadas e efetuarão uma curva de raio 
r q.B
m.v= 
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08) Se as partículas tiverem carga negativa ao entrar 
em região de campo uniforme B, indicada na figura, 
elas serão desviadas no sentido anti-horário. 
16) Se a velocidade v formar com o campo magnético B 
um ângulo tal que 0°< θ < 90° a velocidade terá dois 
componentes. Assim, na direção de B, a partícula 
efetuará um movimento retilíneo uniformemente 
variado e, no plano perpendicular a B, um movi-
mento circular uniformemente variado. 
16. (Fcmscsp 2023)
Considere que, devido à sua extensão quando compa-
rada com sua espessura, uma membrana celular possa 
ser aproximada por duas paredes planas, paralelas e 
eletrizadas com cargas de sinais opostos. Admita que 
no interior dessa membrana exista um campo elétrico 
uniforme de intensidade E = 5,0 × 106 V/m, devido 
às diferentes concentrações iônicas no interior e no 
exterior da célula.
a) Considere que a distância entre as duas paredes 
dessa membrana celular seja 8,0 × 10-9 m, que a 
direção do campo elétrico seja perpendicular a essas 
paredes e que seu sentido seja de fora para dentro 
da célula. Calcule a diferença de potencial, em volts, 
entre as duas paredes dessa membrana. Em seguida, 
determine o sinal das cargas elétricas em cada uma 
dessas paredes. Justifique sua resposta.
b) Suponha que um íon de sódio, com carga elétrica 
de 1,6 × 10-19 C possa se mover no interior dessa 
membrana com velocidade de 1,0 × 10-4 m/s Calcule a 
intensidade da força elétrica, em newtons, que atua 
sobre esse íon na região entre as paredes dessa mem-
brana. Em seguida, calcule a intensidade mínima do 
campo magnético, em teslas, que deve ser aplicado 
sobre a membrana para produzir sobre esse íon uma 
força magnética de mesma intensidade que a força 
elétrica que atua sobre ele no interior da membrana. 
17. (Ufjf-pism 3 2022)
O circuito abaixo mostra uma pilha com uma diferença 
de potencial igual a V, um resistor R e uma espira cir-
cular de raio L formando um circuito em série. A pilha 
e a resistência estão no plano da folha e o plano da 
espira está no plano perpendicular à folha.
a) Copie a espira abaixo para o quadro de respostas 
e, usando linhas orientadas, represente, de forma 
aproximada, o campo magnético em torno da espira.
b) Qual o módulo do campo magnético no centro da 
espira?
c) Se uma partícula de carga Q positiva entrar na 
região do campo magnético paralelamente ao plano 
da espira com velocidade v no sentido da esquerda 
para a direita, em qual direção a partícula será 
defletida na parte externa da espira? 
Considere o sistema de eixos coordenados abaixo, 
isto é, o eixo z está no plano da folha e apontando 
para cima, o eixo y está no plano da folha e apon-
tando para a direita e o eixo x está saindo da folha 
e apontando para quem lê.
 
18. (Fmj)
Duas placas longas, planas e eletrizadas com sinais 
opostos e de mesmo módulo, dispostas parale-
lamente e distanciadas de 20 cm uma da outra, 
apresentam entre si diferença de potencial 200 V. 
Uma carga elétrica q, de sinal negativo e peso des-
prezível, é mantida em movimento entre as placas, 
paralelamente a elas e com velocidade v igual a 
100 m/s, como mostra a figura.
a) Represente na figura abaixo os vetores campo elé-
trico e força elétrica atuantes na carga, enquanto 
ela estiver na região central entre as duas placas.
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b) Considere desprezíveis os efeitos de bordas das pla-
cas eletrizadas e que a intensidade da força magné-
tica atuante na carga q seja dada por Fmag = Bqv-
senθ, em que B é a intensidade do campo magnético 
e θ é o ângulo formado entre as linhas do campo 
magnético com a direção de v. Determine o módulo, 
em tesla, e o sentido do vetor campo magnético B 
que deve ser aplicado na região central entre as pla-
cas e perpendicularmente ao plano da figura, para 
manter a velocidade da carga constante em módulo 
e direção. 
19. (Unesp)
Em muitos experimentos envolvendo cargas elétri-
cas, é conveniente que elas mantenham sua velo-
cidade vetorial constante. Isso pode ser conseguido 
fazendo a carga movimentar-se em uma região onde 
atuam um campo elétrico E Bv v e um campo magné-
tico E Bv v ambos uniformes e perpendiculares entre si. 
Quando as magnitudes desses campos são ajustadas 
convenientemente, a carga atravessaa região em 
movimento retilíneo e uniforme.
A figura representa um dispositivo cuja finalidade 
é fazer com que uma partícula eletrizada com carga 
elétrica q > 0 atravesse uma região entre duas placas 
paralelas P1 e P2, eletrizadas com cargas de sinais opos-
tos, seguindo a trajetória indicada pela linha tracejada. 
O símbolo × representa um campo magnético uniforme 
B = 0,004 T, com direção horizontal, perpendicular ao 
plano que contém a figura e com sentido para dentro 
dele. As linhas verticais, ainda não orientadas e para-
lelas entre si, representam as linhas de força de um 
campo elétrico uniforme de módulo E = 20 N/C.
Desconsiderando a ação do campo gravitacional sobre 
a partícula e considerando que os módulos de Bv e Ev 
sejam ajustados para que a carga não desvie quando 
atravessar o dispositivo, determine, justificando, se 
as linhas de força do campo elétrico devem ser orien-
tadas no sentido da placa P1 ou da placa P2 e calcule 
o módulo da velocidade v da carga, em m/s. 
20. (Ufpr)
Uma partícula de massa m e carga q, inicialmente se 
deslocando com velocidade vv penetra numa região 
onde há um campo magnético uniforme de módulo 
B e direção perpendicular à velocidade Na presença 
desse campo magnético, a trajetória da partícula é 
uma circunferência. Com base nessas informações e 
nos conceitos de eletricidade e magnetismo, deduza 
equações literais envolvendo as variáveis dadas, para:
a) o raio da circunferência descrita pela partícula.
b) o tempo que a partícula leva para percorrer metade 
da distância desta trajetória circular.