Questões de Vestibular
Sobre campo e força magnética em física
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Com base nas informações fornecidas no texto precedente e na figura apresentada, julgue o item.
A força magnética sobre os elétrons livres das espiras será sempre inferior ou igual a 10e / √π newtons, em que 6 denota a carga fundamental do elétron.
O início do período chuvoso proporciona um aumento da incidência de descargas elétricas atmosféricas (raios ou relâmpagos) e trovões, que podem ser usados em favor da população como também podem colocar em risco a segurança das pessoas e animais, a exemplo da situação ilustrada anteriormente. Na figura, um homem está posicionado no centro de uma escada que se encontra apoiada na parede de uma casa. O homem tem peso igual a 700 N, e a escada tem 4 metros de comprimento, pesa 100 N e forma um ângulo de 30 graus com a vertical. Um raio típico fornece cerca de 1 bilhão de joules de energia durante a sua descarga que pode ser aproveitada em diferentes aplicações. A expansão do ar aquecido devido à corrente elétrica cria uma onda de choque (trovão) que se propaga a uma velocidade de 343 m/s no ar.
A partir das informações precedentes, julgue o próximo item.
A corrente elétrica devido ao raio induz campo magnético em seu entorno.
Um sistema de IA foi desenvolvido com os princípios
básicos de funcionamento de um tubo de raios catódicos, com
base no experimento feito pelo físico inglês J. J. Thompson
em 1887, cujo esquema simplificado é ilustrado na figura
precedente. No experimento, um filamento aquecido emite
elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial V e
percorrem uma distância d1 até atingirem uma tela de anteparo
que contém uma pequena fenda. Os elétrons que passam pela
fenda atravessam a região de comprimento d2, onde existem
campos elétrico e magnético, uniformes, constantes e
perpendiculares entre si. Ao atravessar essa região, os elétrons
são defletidos devido às forças elétrica e magnética que atuam
sobre eles. Nessa região, o campo elétrico 
é gerado por uma
diferença de potencial aplicada entre placas paralelas (mostradas
na figura), e o campo magnético 
é gerado por um eletroímã
(não mostrado na figura); a direção e o sentido desses campos são
mostrados na figura. Finalmente, os elétrons atravessam uma
região livre de forças até atingir uma tela fluorescente, que fica a
uma distância d3 da região que contém os campos
eletromagnéticos. Todo o aparato está contido em um recipiente
de vidro, onde se faz vácuo. Na ausência dos campos elétrico e
magnético, os elétrons atravessam a fenda em linha reta, na
trajetória indicada pelo eixo x na figura. A posição em que o
elétron atinge a tela fluorescente é indicada no eixo y. O ponto
importante no desenvolvimento do sistema de IA é perceber que
o desvio, para um tubo de raios catódicos, irá depender apenas
das três variáveis 
Se o campo magnético
tiver sentido contrário ao mostrado
na figura, o feixe de elétrons atingirá a tela fluorescente em
um ponto de coordenada com valor positivo de y.
Um sistema de IA foi desenvolvido com os princípios
básicos de funcionamento de um tubo de raios catódicos, com
base no experimento feito pelo físico inglês J. J. Thompson
em 1887, cujo esquema simplificado é ilustrado na figura
precedente. No experimento, um filamento aquecido emite
elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial V e
percorrem uma distância d1 até atingirem uma tela de anteparo
que contém uma pequena fenda. Os elétrons que passam pela
fenda atravessam a região de comprimento d2, onde existem
campos elétrico e magnético, uniformes, constantes e
perpendiculares entre si. Ao atravessar essa região, os elétrons
são defletidos devido às forças elétrica e magnética que atuam
sobre eles. Nessa região, o campo elétrico é gerado por uma
diferença de potencial aplicada entre placas paralelas (mostradas
na figura), e o campo magnético é gerado por um eletroímã
(não mostrado na figura); a direção e o sentido desses campos são
mostrados na figura. Finalmente, os elétrons atravessam uma
região livre de forças até atingir uma tela fluorescente, que fica a
uma distância d3 da região que contém os campos
eletromagnéticos. Todo o aparato está contido em um recipiente
de vidro, onde se faz vácuo. Na ausência dos campos elétrico e
magnético, os elétrons atravessam a fenda em linha reta, na
trajetória indicada pelo eixo x na figura. A posição em que o
elétron atinge a tela fluorescente é indicada no eixo y. O ponto
importante no desenvolvimento do sistema de IA é perceber que
o desvio, para um tubo de raios catódicos, irá depender apenas
das três variáveis
Quando o elétron sofre uma deflexão na região entre as placas que geram o campo elétrico
, a força magnética que
atua sobre o elétron nessa região mantém sempre a mesma
direção.
Um sistema de IA foi desenvolvido com os princípios
básicos de funcionamento de um tubo de raios catódicos, com
base no experimento feito pelo físico inglês J. J. Thompson
em 1887, cujo esquema simplificado é ilustrado na figura
precedente. No experimento, um filamento aquecido emite
elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial V e
percorrem uma distância d1 até atingirem uma tela de anteparo
que contém uma pequena fenda. Os elétrons que passam pela
fenda atravessam a região de comprimento d2, onde existem
campos elétrico e magnético, uniformes, constantes e
perpendiculares entre si. Ao atravessar essa região, os elétrons
são defletidos devido às forças elétrica e magnética que atuam
sobre eles. Nessa região, o campo elétrico é gerado por uma
diferença de potencial aplicada entre placas paralelas (mostradas
na figura), e o campo magnético é gerado por um eletroímã
(não mostrado na figura); a direção e o sentido desses campos são
mostrados na figura. Finalmente, os elétrons atravessam uma
região livre de forças até atingir uma tela fluorescente, que fica a
uma distância d3 da região que contém os campos
eletromagnéticos. Todo o aparato está contido em um recipiente
de vidro, onde se faz vácuo. Na ausência dos campos elétrico e
magnético, os elétrons atravessam a fenda em linha reta, na
trajetória indicada pelo eixo x na figura. A posição em que o
elétron atinge a tela fluorescente é indicada no eixo y. O ponto
importante no desenvolvimento do sistema de IA é perceber que
o desvio, para um tubo de raios catódicos, irá depender apenas
das três variáveis
Se
, o feixe de elétrons que atravessa a fenda não
irá sofrer nenhuma deflexão até atingir a tela luminescente.
Um sistema de IA foi desenvolvido com os princípios
básicos de funcionamento de um tubo de raios catódicos, com
base no experimento feito pelo físico inglês J. J. Thompson
em 1887, cujo esquema simplificado é ilustrado na figura
precedente. No experimento, um filamento aquecido emite
elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial V e
percorrem uma distância d1 até atingirem uma tela de anteparo
que contém uma pequena fenda. Os elétrons que passam pela
fenda atravessam a região de comprimento d2, onde existem
campos elétrico e magnético, uniformes, constantes e
perpendiculares entre si. Ao atravessar essa região, os elétrons
são defletidos devido às forças elétrica e magnética que atuam
sobre eles. Nessa região, o campo elétrico é gerado por uma
diferença de potencial aplicada entre placas paralelas (mostradas
na figura), e o campo magnético é gerado por um eletroímã
(não mostrado na figura); a direção e o sentido desses campos são
mostrados na figura. Finalmente, os elétrons atravessam uma
região livre de forças até atingir uma tela fluorescente, que fica a
uma distância d3 da região que contém os campos
eletromagnéticos. Todo o aparato está contido em um recipiente
de vidro, onde se faz vácuo. Na ausência dos campos elétrico e
magnético, os elétrons atravessam a fenda em linha reta, na
trajetória indicada pelo eixo x na figura. A posição em que o
elétron atinge a tela fluorescente é indicada no eixo y. O ponto
importante no desenvolvimento do sistema de IA é perceber que
o desvio, para um tubo de raios catódicos, irá depender apenas
das três variáveis
A variação de energia cinética do elétron ao percorrer a distância d1 + d2 +d3 até atingir a tela luminescente não dependerá da intensidade do campo magnético.
Um sistema de IA foi desenvolvido com os princípios
básicos de funcionamento de um tubo de raios catódicos, com
base no experimento feito pelo físico inglês J. J. Thompson
em 1887, cujo esquema simplificado é ilustrado na figura
precedente. No experimento, um filamento aquecido emite
elétrons, que são acelerados por uma diferença de potencial V e
percorrem uma distância d1 até atingirem uma tela de anteparo
que contém uma pequena fenda. Os elétrons que passam pela
fenda atravessam a região de comprimento d2, onde existem
campos elétrico e magnético, uniformes, constantes e
perpendiculares entre si. Ao atravessar essa região, os elétrons
são defletidos devido às forças elétrica e magnética que atuam
sobre eles. Nessa região, o campo elétrico é gerado por uma
diferença de potencial aplicada entre placas paralelas (mostradas
na figura), e o campo magnético é gerado por um eletroímã
(não mostrado na figura); a direção e o sentido desses campos são
mostrados na figura. Finalmente, os elétrons atravessam uma
região livre de forças até atingir uma tela fluorescente, que fica a
uma distância d3 da região que contém os campos
eletromagnéticos. Todo o aparato está contido em um recipiente
de vidro, onde se faz vácuo. Na ausência dos campos elétrico e
magnético, os elétrons atravessam a fenda em linha reta, na
trajetória indicada pelo eixo x na figura. A posição em que o
elétron atinge a tela fluorescente é indicada no eixo y. O ponto
importante no desenvolvimento do sistema de IA é perceber que
o desvio, para um tubo de raios catódicos, irá depender apenas
das três variáveis
Na ausência de campo elétrico
, os elétrons que atravessam
a fenda irão descrever trajetórias parabólicas ao percorrerem
a região que contém o campo magnético e irão atingir a tela
luminescente em um ponto com coordenada y ∠ 0. Para um exame do tórax, o campo magnético necessário é 1,5 T produzido por uma corrente elétrica de 20 A. Qual é o número de espira, por centímetro, nesse tubo para a realização desse exame? Considere µ = 1,25.10 -6 T.m/A
A ficção inspira uma questão de Física. Leia a situação que o protagonista vivencia em Canaã.
"[...] Milkau, alemão, recém-chegado, a uma colônia de imigrantes europeus, no Espírito Santo, aluga um cavalo para ir do Queimado à cidade de Porto do Cachoeiro.
Milkau deseja arrematar um lote de terra. Schultz apresenta-lhe o agrimensor, Sr. Felicíssimo, que está para ir ao Rio Doce fazer medições de terra. Milkau, desejando aí se estabelecer, decide se juntar ao agrimensor e convida Lentz para acompanhá-lo[...]"
ARANHA, Graça (1868-1931). Canaã. 3 ed. São Paulo: Martins Claret, 2013.
Agora, analise a situação sob a ótica da Física. Imagine que, após algumas horas de viagem, o agrimensor percebe estar perdido e tenta usar uma bússola magnética a 6 m abaixo de uma linha de transmissão, que conduz uma corrente constante de 180 A. Os imigrantes, entretanto, chamam a atenção para a influência que a linha de transmissão terá sobre a leitura da bússola.
Considere a permeabilidade magnética do meio 4π.10-7 T.m/A e as informações do texto para responder à questão.
O campo magnético produzido pela linha de transmissão na posição da bússola é de
Tendo como referência essas informações e considerando a razão carga-massa do elétron e/m = 1,75 x1011 C/kg, julgue o item que se segue.
O trabalho realizado pela força magnética sobre o elétron
é nulo.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Considerando que o plano do anel e o fio são coplanares, conforme representa a figura, a corrente elétrica induzida no anel terá sentido ........ e a força magnética resultante sobre ela ........ .
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Em dado instante, a chave C é fechada, e uma corrente elétrica circula pelo fio. O fio sofre uma força vertical, ........, e o registro na balança ........ .
(bracodetubarao.blogspot.com.br)
Ondas eletromagnéticas são formadas por dois campos, um elétrico
e outro magnético 
. De acordo com a figura, dentre
as principais características dessas ondas, destaca-se o fato
de 
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