Questões de Vestibular Comentadas sobre magnetismo elementar em física

A Anomalia Magnética no Sul e no Sudeste do Brasil é uma espécie de defasagem na proteção magnética da Terra, localizada sobre o Atlântico Sul, na faixa que se estende até o Continente Africano. Para tentar entender o fenômeno, especialistas estudam o campo magnético do planeta, gerado no núcleo de ferro líquido, superaquecido a pelo menos três mil quilômetros de profundidade. Essa região tem um campo mais enfraquecido. Isso faz com que os satélites, quando passam por essa região, tenham de desligar momentaneamente alguns componentes para evitar a perda do satélite ou que algum equipamento seja danificado. Por isso, é de interesse das agências espaciais monitorar constantemente a evolução dessa anomalia, principalmente, nessa faixa central.


 https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/saiba-o-que-e-a-amas-anomalia-magnetica-do-atlantico-sul/ (adaptada)

Com base no texto, qual o papel do campo magnético da Terra?

No sistema de referência representado na figura, os três eixos, x, y e z, são perpendiculares entre si. Tomando por base esse sistema, considere que em certa região do espaço esteja atuando um campo magnético uniforme na direção e no sentido do eixo x.

Em determinado instante, um elétron penetra nessa região com velocidade na direção e no sentido do eixo y. Nesse instante, o elétron ficará sujeito a uma força magnética

Duas espiras circulares metálicas, A e B, estão fixas perto de um longo condutor retilíneo percorrido por corrente elétrica de intensidade I no sentido indicado na figura.


Se a intensidade I da corrente elétrica no condutor diminuir continuamente,

A figura representa um ímã suspenso verticalmente ao longo do eixo de uma bobina ligada a um galvanômetro.


A deflexão do ponteiro do galvanômetro para direita/esquerda indica que a corrente elétrica fluindo na espira, vista desde o ponto de suspensão do ímã, tem sentido horário/anti-horário.
Em t = O, o ímã é liberado e cai. Considere três instantes de queda, (1), (2) e (3), mostrados abaixo.

Escolha a alternativa que indica, aproximadamente, a posição do ponteiro do galvanômetro nos instantes mostrados acima.

Em dada região do espaço, existem campos elétrico (E) e magnético (B), orientados perpendicularmente entre si. A figura abaixo representa a situação.


Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Para que uma carga positiva movendo-se paralelamente ao eixo z atravesse essa região sem sofrer desvio em sua trajetória, o módulo de sua velocidade deve ser igual a ........ e o sentido do seu movimento deve ser ........ .

A figura representa linhas de campo. É correto afirmar que tais linhas são de

A figura 1 mostra um ímã cilíndrico, seus dois polos magnéticos, Norte e Sul, e seu eixo de simetria, AB. Esse ímã é cortado em dois pedaços por um plano α, perpendicular ao eixo AB, conforme a figura 2.

Sobre esse ímã, pode-se afirmar que:

A figura 1 mostra um ímã cilíndrico, seus dois polos magnéticos, Norte e Sul, e seu eixo de simetria, AB. Esse ímã é cortado em dois pedaços por um plano α, perpendicular ao eixo AB, conforme a figura 2. 



Sobre esse ímã, pode-se afirmar que:

Além de poderem ser observados em pequenos objetos e máquinas construídas pelo homem, os campos magnéticos também estão presentes em escala astronômica. As estrelas, como o Sol, produzem intensos campos, criando ao seu redor o que se chama de magnetosfera. [....] Existem objetos estelares capazes de produzir campos magnéticos absurdamente altos, como o que ocorre nos pulsares – restos mortais de estrelas gigantes, constituídos apenas por nêutrons. São campos magnéticos na ordem de 100 milhões de Tesla! Perto deles, o campo magnético produzido pela Terra é quase nada: sua intensidade está na ordem de 0,0001 Tesla, bem menor do que a do ímã de geladeira. Mesmo assim, o campo magnético terrestre é de fundamental importância para o desenvolvimento da vida por aqui. O fato de o planeta possuir um campo magnético impede que partículas com alta energia, vindas do espaço interestelar ou do próprio Sol, atinjam a superfície terrestre, o que poderia ser prejudicial a diversas formas de vida, inclusive a nossa.
http://cienciahoje.org.br/coluna/da-geladeira-ao-espaco-sideral/. Acesso em 02.mar.2019. (Adaptado)

A respeito do magnetismo terrestre, são feitas as seguintes afirmações.
I. As partículas com alta energia, vindas do espaço interestelar ou do próprio Sol, citadas no texto, quando eletrizadas e sob a ação do campo magnético terrestre, são responsáveis pela formação das auroras polares. II. As bússolas são pequenos imãs que, quando livres, alinham-se com o campo magnético terrestre citado no texto e se posicionam aproximadamente na direção Norte-Sul do planeta. III. O campo magnético terrestre, apesar de baixa intensidade, como citado no texto, possui módulo, direção e sentido constantes em todos os pontos da superfície da Terra, fato esse que possibilita seu uso na orientação de viajantes em qualquer posição do planeta.
Em relação às afirmações acima, marque V para as verdadeiras e F para as falsas e assinale a alternativa correta.

Leia o texto V, a seguir, para responder à questão.
Texto V:
Uma campainha elétrica (figura ao lado) é um dispositivo constituído por um interruptor, um eletroímã, uma armadura (A), um martelo (M), uma campânula (S) e um gerador de corrente contínua ou alternada. A armadura (A) do eletroímã possui um martelo (M) e está presa a um eixo (O) por meio de uma lâmina elástica (L). Ao apertarmos o interruptor, fechamos o circuito. [...] (Adaptado de JUNIOR, F.R. Os Fundamentos da Física. 8. ed. vol. 2. São Paulo: Moderna, 2003, p. 311)

Acerca do assunto tratado no texto V, que descreve o funcionamento de uma campainha elétrica e seu respectivo circuito, identifique, nas proposições a seguir, a(as) que se refere(m) ao que ocorre quando o interruptor é acionado.
I - Uma extremidade do eletroímã fica carregada positivamente, atraindo a armadura. II - A corrente elétrica gera um campo magnético na bobina (eletroímã), que atrai a armadura. III - A corrente elétrica gera um campo magnético no eletroímã e outro na armadura, que se atraem mutuamente.


Após a análise, para as proposições supracitadas, apenas é (são) verdadeira(s):

Um solenoide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I, conforme mostra a figura 1.

Figura 1
Em um determinado instante, uma partícula de carga ݍ positiva desloca‐se com velocidade instantânea perpendicular ao eixo do solenoide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenoide. A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenoide.

Figura 2
O diagrama que representa corretamente as forças elétrica e magnética atuando sobre a partícula é:

A transmissão de dados de telefonia celular por meio de ondas eletromagnéticas está sujeita a perdas que aumentam com a distância ݀d entre a antena transmissora e a antena receptora. Uma aproximação frequentemente usada para expressar a perda L, em decibéis (dB), do sinal em função de d, no espaço livre de obstáculos, é dada pela expressão
L = 20 log₁₀ (4πd/λ),
em que λ é o comprimento de onda do sinal. O gráfico a seguir mostra L (em dB) versus ݀d (em metros) para um determinado comprimento de onda λ.

Com base no gráfico, a frequência do sinal é aproximadamente
Note e adote: Velocidade da luz no vácuo: c = 3×10⁸ m/s; π ≡ 3; 1 GHz = 10⁹ Hz.

“Fundado em 2002 pelo Prêmio Nobel Carl Wieman, o projeto PhET Simulações Interativas da Universidade de Colorado Boulder (EUA) cria simulações interativas gratuitas de matemática e ciências. As simulações PhET baseiam-se em extensa pesquisa em educação e envolvem os alunos através de um ambiente intuitivo, estilo jogo, onde os alunos aprendem através da exploração e da descoberta”.

Disponível em: https://phet.colorado.edu/pt_BR/. Acesso: 11 dez. 2018.

A figura a seguir foi obtida pelo PhET, sendo que duas partículas A e B, eletricamente carregadas, foram colocadas em uma determinada região do espaço. As setas indicam a direção e o sentido das linhas de força do vetor campo elétrico do sistema.

A respeito das cargas elétricas A e B, é CORRETO afirmar que:

A figura mostra uma bússola que, além de indicar a direção dos pólos magnéticos da Terra, indica também a inclinação α das linhas de campo no local onde ela está.



Bússolas como essa se inclinam em regiões próximas ao equador, em regiões próximas aos trópicos e em regiões próximas aos círculos polares. Conhecendo a configuração do campo magnético terrestre (veja a figura)



pode-se afirmar que:

Em relação à Lei referida no texto, é correto afirmar que a força eletromotriz induzida na espira