Física II - Exercícios 1

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Matéria: Física II – Lista de exercícios 1° Bimestre Cursos: Eng. Computação, Elétrica e Eletronica – Professor: Bruno P. Mattiazzo 1) Um elétron em um tubo de raios catódicos está se movendo paralelamente ao eixo do tubo com velocidade 107 m/s. Aplica-se um campo magnético B, de 4 T, formando um ângulo de 30° com o eixo do tubo. Sendo a carga do elétron -1,6.10-19 C, a intensidade da força magnética que sobre ele atua tem valor? 2) Um elétron sofre a ação de uma força magnética de módulo igual a 4,6.10-15 N quando se move com um ângulo de 60° em relação a um campo magnético com módulo igual a 3,5.10-3 T. Calcule a velocidade do elétron. 3) Um elétron é lançado com velocidade v numa região onde há um campo magnético uniforme B, como mostra a figura. Sendo m a massa e q sua carga, são dados: m = 9,1.10-31 kg; |q| = 1,6.10-19 C; v – 3,2.10-6 m/s; B = 0,2 T. Suponhamos que a trajetória do elétron esteja totalmente contida na região em que há o campo B. a) Represente a trajetória descrita pelo elétron; b) Calcule o raio da trajetória; c) Calcule o período e a frequência do movimento. 4) Um íon de massa 8.10-27 kg e carga 1,6.10-19 C “entra” na câmara de um espectrômetro de massa com uma energia cinética de 1,6.10-19 J, após ter sido acelerado por uma d.d.p. Após descrever a trajetória ilustrada na figura, o íon atinge o ponto C de uma chapa fotográfica, distante de A? (Dado: B = 1.10-1 T) 
 5) A figura ilustra um condutor de comprimento 0,5 m, imerso num campo magnético de intensidade 2.10-3 T. Sendo i = 20 A a corrente que atravessa o condutor, a intensidade da força magnética que age sobre ele é de? 
 6) Um fio linear, firme e horizontal de 25 cm de comprimento, tem massa igual a 50 g e está conectado a uma fonte de fem através de fios leves e flexíveis. Um campo magnético de 1,33 T é horizontal e perpendicular ao fio. Determine a corrente necessária para fazer o fio “flutuar”, isto é, quando o fio é liberado a 
partir do repouso, ele permanece em repouso. (Lembre: Força gravitacional = massa x gravidade; Um corpo em repouso as forças aplicadas a ele se anulam) 7) Uma espira retangular ABCD de dimensões AB = 2 cm e BC = 1 cm localiza-se entre os pólos N e S de um ímã permanente, conforme a figura. O campo de indução pode ser considerado uniforme nessa região, com intensidade B = 0,8 T. A bobina pode girar em torno do eixo de simetria e, e é percorrida pela corrente i= 5 A. 
 8) Um próton move-se com velocidade v = 5.105 m/s. Determine o campo magnético produzido pelo próton no ponto P e no ponto S da figura. 
 9) Um elétron se move a 3.107 m/s, como indica a figura. Determine o módulo, a direção e sentido do campo magnético que esse elétron produz os seguintes pontos, cada qual a 2 m do elétron: (a) pontos A e B; (b) ponto C; (c) ponto D 
 10) Na figura ao lado representamos duas espiras circulares concêntricas, conduzindo correntes em sentidos opostos. São dados: r1 = 3.10-2 m; r2 = 5.10-2 m; i1 = 6 A; i2 = 2 A. Determine a intensidade do campo magnético resultante no centro das espiras. 
 
11) Um conjunto de espiras (100 voltas) circulares possui um diâmetro igual a 4 cm e conduz uma corrente de 0,5 A. Qual é o módulo do campo magnético (a) no centro do arranjo? (b) e num ponto afastado do eixo a 8 cm? 12) Os relâmpagos podem transportar correntes de até 20 kA, aproximadamente. Podemos modelar tal corrente como o equivalente de um fio muito longo e retilíneo. (a) Se você tiver o infortúnio de estar a 5 m de distância de um relâmpago, a que tamanho de campo magnético você ficaria exposto? (b) Como esse campo se compara a outro, em que você se expõe estando a 5 cm de distância de uma corrente doméstica longa e retilínea de 10 A? 13) Eletroímãs são largamente utilizados como guindastes para transporte de cargas metálicas pesadas (ferro). Um eletroímã é constituído de um núcleo de ferro e um solenóide com 1000 espiras/metro, percorrido por uma corrente elétrica i = 5 A. (Dado: 0 = 4.10-7 T.m/A) Considerando que a presença do núcleo de ferro aumenta de 1000 vezes o campo magnético no interior do solenóide, em relação ao campo que ele produziria no ar, calcule, em teslas, o campo no eixo do solenóide. 14) O campo magnético no interior de um solenóide tem intensidade B = 8.10-2 T, o comprimento do solenóide é l = 0,5 m e a corrente que o atravessa tem intensidade i = 4 A. Sabendo-se que 0 = 4.10-7 T.m/A, o número de espiras do solenóide será de?