Lista 8L cap28 Halliday versao 2013 2

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FIS0270 – ELETRICIDADE e MAGNETISMO 
 
Profa. Valquíria Villas Boas 
 
Lista de Exercícios 8 
referente ao capítulo 28 do livro Fundamentos de Física 3 
de Halliday, Resnick e Walker, LTC 8a. Edição. 
 
Questões “Pensando a Física”: 
 
1. Como o movimento de uma partícula carregada em movimento pode ser usado para 
distinguir entre a existência de um campo elétrico e um campo magnético em uma certa 
região do espaço? Dê um exemplo e justifique a sua resposta. 
 
2. Como uma espira pode ser usada para determinar a presença de um campo magnético 
em uma certa região do espaço? 
 
Problemas Resolvidos do Capítulo 28 (páginas 201 a 222): TODOS 
 
Perguntas do Capítulo 28 (páginas 223 a 225): 
 
1. A figura abaixo mostra três situações nas quais uma partícula positivamente carregada 
se move com velocidade v na presença de um campo magnético uniforme B e experimenta 
uma força magnética FB. Em cada situação, determine se as orientações dos vetores são 
fisicamente razoáveis. 
 
 
7. A figura 28-29 mostra a trajetória de 
um elétron que passa por duas regiões onde 
existem campos magnéticos uniformes de 
módulo B1 e B2. A trajetória nas duas 
regiões é uma semicircunferência. (a) Qual 
dos dois campos é mais intenso? (b) Qual é 
a direção de cada campo? (c) O tempo que o 
elétron passa na região de campo B1 é 
maior, menos ou igual ao tempo que o 
elétron passa na região de campo B2? 
 
Problemas (páginas 214 a 220): 
 
39. A figura ao lado mostra uma bobina retangular 
de cobre, de 20 espiras, com 10 cm de altura e 5 cm 
de largura. A bobina conduz uma corrente elétrica 
de 0,10 A e dispõem de uma dobradiça em um dos 
lados verticais. Está montada no plano xy, fazendo 
um ângulo de θ = 30º com a direção de um campo 
magnético uniforme de módulo 0,50 T. Na notação 
de vetores unitários, qual é o torque que o campo 
exerce sobre a bobina em relação à dobradiça? 
 
 
 
 
 
 
 
 
69. Uma partícula com uma carga de 5,0 µC está se movendo em uma região onde existem 
um campo magnético de –20 î mT e um campo elétrico de 300 ĵ V/m. Em um certo 
instante, a velocidade da partícula é (17î – 11ĵ + 7,0k) km/s. Neste instante, na notação 
de vetores unitários, qual é a força eletromagnética total (soma das forças elétrica e 
magnética) a que a partícula está submetida? 
 
 
70. Em um certo instante , v = (-2,00î + 4,00ĵ – 6,00k)m/s é a velocidade de um próton 
em um campo magnético uniforme B = (2,00î - 4,00ĵ + 8,00k) mT. Neste instante, 
determine (a) a força magnética F que o campo exerce sobre o próton, na notação de 
vetores unitários; (b) o ângulo entre v e F; (c) o ângulo entre v e B. 
 
Problemas Extras: 
 
1. Uma partícula positivamente carregada tem uma velocidade na direção negativa de z em um certo ponto 
P. A força magnética sobre a partícula neste ponto é na direção negativa de y. Qual das afirmativas abaixo 
a respeito do campo magnético B pode ser determinada a partir dos dados de velocidade e força? 
 
 (a) B aponta na direção positiva de x 
 (b) B aponta na direção positiva de z 
 (c) B aponta na direção negativa de y 
 (d) B aponta na direção positiva de y 
 (e) B aponta na direção negativa de x 
Explique sua resposta. 
 
2. Uma das razões pela qual nós sabemos que os campos magnéticos não são idênticos aos campos elétricos 
é porque a força exercida sobre uma carga +q 
 
(a) aponta em direções opostas no campo elétrico e no campo magnético 
(b) aponta na mesma direção no campo elétrico e no campo magnético 
(c) é paralela ao campo magnético e perpendicular ao campo elétrico 
(d) é paralela ao campo elétrico e perpendicular ao campo magnético 
(e) vale zero em ambos os campos se a carga não está se movendo 
Explique sua resposta. 
 
3. Um fio reto de comprimento L carrega uma corrente I na direção positiva de z em uma região onde o 
campo magnético é uniforme e é dado por Bx = 3B, By = –2B e Bz = B, onde B é uma constante. Nessas 
condições, qual é a magnitude da força magnética sobre o fio? Explique sua resposta. 
(a) (3,2)ILB (b) (5,0)ILB (c) (3,6)ILB (d) (4,2)ILB (e) zero 
 
4. Um fio condutor de corrente está imerso em um 
campo magnético uniforme B=B(-k) perpendicular ao 
plano xy como ilustrado na figura ao lado. O fio faz 
uma meia volta circular de raio R que está centrada 
na origem do plano xy e carrega uma corrente I. 
Nestas condições, a direção e o sentido da força 
magnética total que age sobre o fio é a: 
 
(a) (a) direção positiva de x 
(b) direção positiva de z 
(c) direção negativa de y 
(d) direção positiva de y 
(e) direção negativa de z 
 
Explique sua resposta 
 
 
5. Um fio, dobrado na forma ilustrada na figura ao 
lado é percorrido por uma corrente I e está 
imerso em um campo magnético de intensidade Bo 
na direção positiva de x. Nestas condições, qual é a 
intensidade, a direção e o sentido do vetor 
momento magnético µ e do vetor torque τ ? 
Explique sua resposta 
 
6. Uma espira de corrente é orientada em três diferentes posições relativas a um campo magnético 
uniforme. Como ilustrado na figura abaixo, na posição 1, o plano da espira é perpendicular às linhas de 
campo, e nas posições 2 e 3, o plano da espira é paralelo ao campo. 
 
Nestas condições, o torque sobre a espira é máximo na 
 
(a) posição 1. (b) posição 2 (c) posição 3. 
 
(d) posições 2 e 3. (e) posições 1, 2 e 3. 
 
Explique sua resposta. 
 
Para vocês treinarem, além da física, o seu espanhol: 
 
 
 
 
Para vocês treinarem, além da física, o seu inglês: 
 
9. Determine the initial direction of the deflection of charged particles as they enter 
the magnetic fields, as shown in the figure below. 
 
 
10. Is it possible to orient a current loop in a uniform magnetic field such that the loop 
does not tend to rotate? Explain. 
 
 
 
Desafio: Um fio condutor de corrente 
está imerso em um campo magnético 
uniforme B = Bk perpendicular ao plano 
xy. O fio tem um segmento reto de 
comprimento L perpendicular ao plano 
xy do lado direito. Depois ele faz uma 
meia volta circular de raio R que está 
centrada na origem do plano xy. 
 
Finalmente, o fio tem um terceiro segmento reto com comprimento L paralelo ao eixo dos 
x como mostra a figura. O fio carrega uma corrente I. Nestas condições, pede-se a força 
magnética total que age sobre o fio.