01 ESTUDO DIRIGIDO FISICA 3 IV BIM 2017

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ED01 Física 3 Eletromagnetismo IV Bimestre Fábio 
 
 
CENTRO DE ENSINO MÉDIO 304 DE SAMAMBAIA – DF 
DISCIPLINA: FÍSICA 3 – ESTUDO DIRIGIDO < 5,00 pontos > 
PROFESSOR: FÁBIO 
NOME: ____________________________________ Nº.: ____________ 
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TURMA:_____SÉRIE: 3º DATA DE ENTREGA: 22.NOV.2016 
 
 ATENÇÃO: 
 Não serão aceitos grupos com mais de quatro alun@s. 
 Resolvam os exercícios neste arquivo. 
 Desenvolvam todos os cálculos necessários para a solução dos exercícios e utilize 
caneta esferográfica azul ou preta. 
 O Estudo Dirigido deverá ser apresentado em aula posterior à data de entrega. 
 
EXERCÍCIO 01 
 
Desenvolve-se um dispositivo para abrir automaticamente uma porta no qual um botão, quando 
acionado, faz com que uma corrente elétrica i = 6 A percorra uma barra condutora de comprimento 
l = 5 cm, cujo ponto médio está preso a uma mola de constante elástica k = 5 × 10–3 N/cm. O sistema 
mola-condutor está imerso em um campo magnético uniforme perpendicular ao plano. Quando acionado 
o botão, a barra sairá da posição de equilíbrio a uma velocidade média de 5 m/s e atingirá a catraca em 
6 milisegundos, abrindo a porta. Calcule a intensidade do campo magnético, para que o dispositivo 
funcione corretamente. 
Dicas: 
Força magnética sobre um fio: 𝑭 = 𝑩𝒊𝒍 𝐬𝐢𝐧 𝜽 
Força elástica: 𝑭 = 𝒌𝒙 e 𝒙 = 𝒗 × 𝒕 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESPOSTA 
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EXERCÍCIO 02 
 
Para medir temperaturas, físicos e astrônomos frequentemente usam a variação da intensidade das 
radiações eletromagnéticas irradiadas pelo objeto. O comprimento de onda no qual a luminosidade é 
mais intensa é dado pela equação 
𝜆𝑚á𝑥𝑇 = 2,898 × 10
−3𝑚.𝐾, 
 
Onde 𝜆𝑚á𝑥 é o comprimento de onda de maior intensidade e T é a temperatura absoluta do objeto em 
Kelvin. Em 1965, radiações de micro-ondas com pico em 𝜆𝑚á𝑥 = 0,107 × 10
−2𝑚 foram descobertas 
vindo de todas as direções do espaço. A interpretação desta radiação de fundo é que ela é remanescente 
do “Big Bang” há cerca de 15 bilhões de anos, quando o Universo começou a se expandir e resfriar 
rapidamente. Calcule a frequência, em Hz, a que corresponde esta radiação. 
 
 
 
 
EXERCÍCIO 03 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXERCÍCIO 03 
 
 
 
A figura acima mostra o esquema de um espectômetro de massa idealizado por Dempster. Esse aparelho 
foi usado para medir a massa de íons. Na fonte F, são produzidos íons de massa M e carga + q, que são 
inseridos em uma região onde existe um campo elétrico uniforme �⃗� , sendo, então, acelerados devido a 
uma diferença de potencial V, adquirindo uma velocidade dada pela expressão 𝑣 = √
2𝑞𝑉
𝑀
. Em seguida, 
os íons penetram em uma região onde existe um campo magnético uniforme �⃗� , de direção perpendicular 
ao plano desta folha de papel e sentido para fora desta página, descrevendo uma trajetória semicircular 
de raio r, cujo plano é perpendicular ao campo �⃗� , terminando por atingir uma placa fotográfica onde 
deixa uma mancha, conforme ilustra a figura. Sabendo que o módulo da força magnética que atua sobre 
os íons é dado pela expressão F= qvb e que o módulo da força centrípeta que atua em um corpo de massa 
M e velocidade escalar v em órbita circular de raio r é igual a Mv2/R e considerando 𝐵 = 1,0 𝑇, 
RESPOSTA 
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𝑅 = 0,1𝑚 , 𝑉 = 5,0 × 103𝑉 e 𝑞 = 1,6 × 10−19𝐶, calcule, em unidades de massa atômica (uma), a 
massa M de um desses íons. Para isso, considere 1 𝑢𝑚𝑎 = 1,6 × 10−27𝑘𝑔. 
 
Dica: 𝑀 =
𝑅2𝑞𝐵2
2𝑉
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EXERCÍCIO 04 
 
O circuito da figura a seguir é constituído por uma espira circular condutora (de resistência desprezível) 
de centro M e raio MN = 0,4 m e de um ponteiro metálico MN, com a extremidade M fixa e a 
extremidade N móvel. Na região existe um campo de indução magnético �⃗� , uniforme e de módulo 
𝟎, 𝟓 𝑻, perpendicular ao plano do circuito e cujo sentido aponta para fora desta folha e um resistor R, 
entre os pontos M e A, de resistência 𝟒𝟎 𝒎𝛀 (𝟒𝟎 × 𝟏𝟎−𝟑𝛀). A espira está aberta num ponto próximo 
da extremidade A e o circuito AMN está fechado. Num instante inicial, a extremidade N encontra-se 
sobre o ponto A e começa a descrever um movimento circular uniforme de período π segundos, no 
sentido horário, conforme a figura. Supondo que R seja a única resistência existente, determine a 
intensidade da corrente elétrica induzida que a percorre. Dê sua resposta em ampères. 
 
Dica: utilize a Lei de Faraday 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
RESPOSTA 
RESPOSTA 
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EXERCÍCIO 05 
 
A radiação ultravioleta (UV) é dividida, de acordo com três faixas de frequência, em UV-A, UV-B e 
UV-C, conforme a figura 
 
 
 
Para selecionar um filtro solar que apresente absorção máxima na faixa UV-B, uma pessoa analisou o 
espectro de absorção da radiação UV de cinco filtros solares: 
 
 
 
Considere: 
Velocidade da luz 𝑐 = 3 × 108𝑚/𝑠 e 1 𝑛𝑚 = 10−9 𝑚 
𝑐 = 𝜆𝑓 
 
O filtro solar que a pessoa deve selecionar é o ______ (Justifique sua resposta). 
 
 RESPOSTA