Grátis: Uma forma de separar diferentes paŕtulas carregadas é acelerá-las, utilizando placas que possuem diferença de potencial elétrico (V), de modo que ... – Questões Respondidas

Eletromagnetismo

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Uma forma de separar diferentes paŕtulas carregadas é acelerá-las, utilizando placas que possuem diferença de potencial elétrico (V), de modo que adquiram movimento rétilíneo para, em seguida, lançá-las em uma região onde atua campo magné́co uniforme. Se o campo magné́co atuar em direção perpendicular à velocidade das paŕtulas, 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 funcionamento similar ao descrito. Nesse esquema, dois pólos diferentes de paŕtulas são aceleradas a partir do repouso do ponto A, descrevem inicialmente uma trajetória rétilínea comum e, em seguida, na região do campo magné́co, trajetórias circulares distintas. Considerando-se a situação descrita e representada na figura, é correto afirmar que:

a) ambas as paŕtulas gastam o mesmo tempo para descrever a trajetória circular.
b) ambas as paŕtulas possuem carga elétrica negativa.
c) a paŕtula que possui maior carga possui trajetória com maior raio de curvatura.
d) a paŕtula que possui maior relação massa/carga possui menor raio de curvatura.

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Vamos analisar cada uma das alternativas com base no que sabemos sobre partículas carregadas em um campo magnético. a) Ambas as partículas gastam o mesmo tempo para descrever a trajetória circular. - Isso não é necessariamente verdade, pois o tempo que uma partícula leva para completar uma volta depende de sua velocidade e do raio da trajetória, que podem ser diferentes. b) Ambas as partículas possuem carga elétrica negativa. - Não temos informações suficientes para afirmar isso. As partículas podem ter cargas diferentes. c) A partícula que possui maior carga possui trajetória com maior raio de curvatura. - Isso é verdade, pois, em um campo magnético, a força magnética é dada por \( F = qvB \). Um maior valor de carga \( q \) resulta em uma força maior, o que pode levar a um raio de curvatura maior, dependendo da velocidade. d) A partícula que possui maior relação massa/carga possui menor raio de curvatura. - Isso também é verdade, pois uma maior relação massa/carga implica que a partícula é menos afetada pela força magnética, resultando em um raio de curvatura maior. Dentre as opções, a mais correta é a c), pois uma partícula com maior carga realmente terá um raio de curvatura maior em um campo magnético, considerando que a velocidade e o campo magnético são constantes.

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Uma partícula de 9,0 x 10–30 kg carregada com carga elétrica de 1,0 x 10–16 C penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme de 1,0 x 10–6 T, quando sua velocidade está em 1,0 x 106 m/s. Ao entrar no campo magnético, a carga passa a descrever um círculo. O raio desse círculo, em metros, é:

a) 9,0 x 100
b) 9,0 x 101
c) 9,0 x 10–1
d) 9,0 x 10–2

As partículas subatômicas (elétrons, prótons e nêutrons) apresentam comportamentos específicos quando se encontram em uma região do espaço onde há um campo elétrico (E) ou magnético (B). Sobre esse assunto, é correto afirmar:

a) Um elétron em movimento numa região do espaço onde há um B uniforme experimenta a ação de uma força na mesma direção de B, mas com sentido oposto.
b) Um próton em movimento numa região do espaço onde há um B uniforme experimenta a ação de uma força na mesma direção de B, mas com sentido oposto.
c) Um elétron em movimento numa região do espaço onde há um E uniforme experimenta a ação de uma força na mesma direção de E, mas com sentido oposto.
d) Um próton em movimento numa região do espaço onde há um E uniforme experimenta a ação de uma força na mesma direção de E, mas com sentido oposto.
e) Um nêutron em movimento numa região do espaço onde há um E uniforme experimenta a ação de uma força na mesma direção de E, mas com sentido oposto.

Uma máquina de ressonância magnética necessita criar um campo magnético para gerar as imagens utilizadas para diagnósticos médicos. Isso nos mostra a relação entre medicina e tecnologia e o grande avanço que essa parceria proporciona. Uma forma de gerar campo magnético de intensidade constante de 2 T é utilizando supercondutores resfriados a temperaturas inferiores a –200 °C. Entretanto, esses supercondutores, são muito bem isolados por vácuo, não atrapalhando e causando desconforto aos pacientes em exame. Qual seria a intensidade da força magnética sobre um elétron que incidisse perpendicularmente nesse campo magnético a uma velocidade de 300 m/s? (Considere a carga elementar 1,6 · 10–19 C).

a) 0 N.
b) 9,6 · 107 N.
c) 9,6 · 10–17 N.
d) 9,6 · 1019 N.
e) 9,6 · 10–19 N.

O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de campo magnético constante, descrevendo uma trajetória helicoidal. Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x. A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial. O dispositivo então mede o tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon. A massa do íon medida por esse dispositivo será:

a) qBt/2πN
b) qBt/πN
c) 2qBt/πN
d) qBt/N
e) 2qBt/N

Dois condutores paralelos extensos são percorridos por correntes de intensidade i1 = 3 A e i2 = 7 A. Sabendo-se que a distância entre os centros dos dois condutores é de 15 cm, qual a intensidade da força magnética por unidade de comprimento entre eles, em µN/m? Adote: µ0 = 4π · 10–7 · T·m/A.

a) 56
b) 42
c) 28
d) 14

Uma carga elétrica puntiforme, no interior de um campo magnético uniforme e constante, dependendo de suas condições cinemáticas, pode ficar sujeita à ação de uma força magnética. Sobre essa força pode-se afirmar que:

a) tem a mesma direção do campo magnético, se a carga elétrica tiver velocidade perpendicular a ele.
b) é nula se a carga elétrica estiver em repouso.
c) tem máxima intensidade se o campo magnético e a velocidade da carga elétrica forem paralelos.
d) é nula se o campo magnético e a velocidade da carga elétrica forem perpendiculares.
e) tem a mesma direção da velocidade da carga elétrica.

Sobre conceitos de eletricidade e magnésmo, são feitas as seguintes afirmacoes: I. Se uma paŕtula com carga não nula se move num campo magné́co uniforme perpendicularmente à direção do campo, então a força magné́ca sobre ela é nula. II. Somente imãs permanentes podem produzir, num dado ponto do espaço, campos magné́cos de módulo e direção constantes. III. Quando dois fios condutores rétilíneos longos são colocados em paralelo e percorridos por correntes elétricas cońtinuas de mesmo módulo e seńdo, observa-se que os fios se atraem IV. Uma carga elétrica em movimento pode gerar campo magné́co, mas não campo elétrico. Está correto apenas o que se afirma em:

a) III.
b) I e II.
c) II.
d) II e IV.
e) II, III e IV.

Paŕtulas ????, ???? e ???? são emitidas por uma fonte radioativa e penetram em uma região do espaço onde existe um campo magné́co uniforme. As trajetórias são coplanares com o plano desta página e estão representadas na figura se segue. Assinale a alternativa que preenche corretamente a lacuna do enunciado abaixo. A julgar pelas trajetórias representadas na figura acima, o campo magné́co ________ plano da figura.

a) aponta no seńdo posítivo do eixo X, no
b) aponta no seńdo negativo do eixo X, no
c) aponta no seńdo posítivo do eixo Y, no
d) entra perpendicularmente no
e) sai perpendicularmente do

Duas esferas carregadas com cargas iguais em módulo e sinais contrários estão ligadas por uma haste rígida isolante na forma de haltere. O sistema se movimenta sob ação da gravidade numa região que tem um campo magné́co horizontal uniforme, da esquerda para a direita. A imagem apresenta o sistema visto de cima para baixo, no mesmo seńdo da aceleração da gravidade que atua na região. Visto de cima, o diagrama esquemático das forças magnéticas que atuam no sistema, no momento inicial em que as cargas penetram na região de campo magnético, está representado em:

a)
b)
c)
d)
e)