Questões de Vestibular de Física - Magnetismo Elementar
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Examinando as espiras, o observador percebe que
A comunidade científica, hoje, admite que certos animais detectam e respondem a campos magnéticos. No caso das trutas arco-íris, por exemplo, as células sensoriais que cobrem a abertura nasal desses peixes apresentam feixes de magnetita que, por sua vez, respondem a mudanças na direção do campo magnético da Terra em relação à cabeça do peixe, abrindo canais nas membranas celulares e permitindo, assim, a passagem de íons; esses íons, a seu turno, induzem os neurônios a enviarem mensagens ao cérebro para qual lado o peixe deve nadar. As figuras demonstram esse processo nas trutas arco-íris:
( Scientific American Brasil – Aula Aberta, n.º 13. Adaptado.)
Na situação da figura 2, para que os feixes de magnetita voltem a se orientar como representado na figura 1, seria necessário submeter as trutas arco-íris a um outro campo magnético, simultâneo ao da Terra, melhor representado pelo vetor
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: 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.
Na coluna da esquerda, estão listados eventos ou situações físicas; na da direita, grandes áreas das teorias físicas.
1. Descrição de sistemas que envolvam objetos que se movam com velocidades próximas da velocidade da luz.
2. Descrição de fenômenos que ocorrem em dimensões muito pequenas, como as de um átomo.
3. Unificação da Eletricidade e Magnetismo, conforme realizada por Maxwell.
(a) Física Clássica
(b) Física Quântica
(c) Física Relativística
A alternativa que relaciona corretamente o evento ou situação com a área usada para descrevê-lo é
Na figura abaixo, está representado, em corte, um sistema de três cargas elétricas com seu respectivo conjunto de superfícies equipotenciais.
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
A partir do traçado das equipotenciais, pode-se afirmar que as cargas ........ têm sinais ........ e que
os módulos das cargas são tais que ........ .
A telefonia celular utiliza radiação eletromagnética na faixa da rádio-frequência (RF: 10 MHz – 300 GHz) para as comunicações. Embora não ionizantes, essas radiações ainda podem causar danos aos tecidos biológicos através do calor que elas transmitem. A taxa de absorção específica (SAR – specific absorption rate) mede a taxa na qual os tecidos biológicos absorvem energia quando expostos às RF’s, e é medida em Watt por kilograma de massa do tecido (W/kg).
No Brasil, a Agência Nacional de Telecomunicações, ANATEL, estabeleceu como limite o valor de 2 W/kg para a absorção pelas regiões da cabeça e tronco humanos. Os efeitos nos diferentes tecidos são medidos em laboratório. Por exemplo, uma amostra de tecido do olho humano exposta por 6 minutos à RF de 950 MHz, emitida por um telefone celular, resultou em uma SAR de 1,5 W/kg.
Considerando o calor específico desse tecido de 3600 J/(kg °C), sua temperatura (em °C) aumentou em
“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:
As forças que se observam na natureza podem ser explicadas em termos de quatro interações fundamentais.
Na primeira coluna do quadro abaixo, estão listadas as quatro interações fundamentais; na segunda, exemplos de fenômenos que se observam na natureza.
Assinale a alternativa que associa corretamente as interações fundamentais, mencionadas na primeira
coluna, aos respectivos exemplos, listados na segunda.
A figura abaixo representa um experimento em que um ímã está sendo aproximado com velocidade V de uma bobina em repouso, ligada em série com um galvanômetro G.
A seguir, três variantes do mesmo experimento estão representadas nas figuras I, II e III.
Assinale a alternativa que indica corretamente as variantes que possuem corrente elétrica induzida
igual àquela produzida no experimento original.
Se A for um polo __________________ , B um polo ____________ e X um polo ________________ , dado um impulso inicial na espira, ela mantém-se girando no sentido ______________ .
Assinale a alternativa que completa, correta e respectivamente, as lacunas do texto.
TEXTO 3
Escalada para o inferno
Iniciava-se ali, meu estágio no inferno. A ardida solidão corroía cada passo que eu dava. Via crucis vivida aos seis anos de idade, ao sol das duas horas. Vermelhidão por todos os lados daquela rua íngreme e poeirenta. Meus olhos pediam socorro mas só encontravam uma infinitude de terra e desolação. Tentava acompanhar os passos de meu pai. E eles eram enormes. Não só os passos mas as pernas. Meus olhos olhavam duplamente: para os passos e para as pernas e não alcançavam nem um nem outro. Apenas se defrontavam com um vazio empoeirado que entrava no meu ser inteiro. Eu queria chorar mas tinha medo. Tropeçava a cada tentativa de correr para alcançar meu pai. E eu tinha medo de ter medo. E eu tinha medo de chorar. E era um sofrimento com todos os vórtices de agonia. À minha frente, até onde meus olhos conseguiram enxergar, estavam os pés e as pernas de meu pai que iam firmes subindo subindo subindo sem cessar. À minha volta eu podia ver e sentir a terra vermelha e minha vida envolta num turbilhão de desespero. Na verdade eu não sabia muito bem para onde estava indo. Eu era bestializado nos meus próprios passos. Nas minhas próprias pernas. Tinha a impressão que o ponto de chegada era aquele redemoinho em que me encontrava e que dele nunca mais sairia. Na ânsia de ir sem querer ir eu gaguejava no caminhar. E olhava com sofreguidão para os meus pés e via ainda com mais aflição que os bicos de meus sapatos novos estavam sujos daquela poeira impregnante, vasculhante, suja. Eu sempre gostei de sapatos. Eu sempre gostei de sapatos novos. Novos e luzidios. E eles estavam sujos. Cobertos de poeira. E a subida prosseguia inalterada. Tentava olhar para o alto e só conseguia ver os enormes joelhos de meu pai que dobravam num ritmo compassado. Via suas pernas e seus pés. E só. Sentia, lá no fundo, um desejo calado de dizer alguma coisa. De dizer-lhe que parasse. Que fosse mais devagar. Que me amparasse. Mas esse desejo era um calo na minha pequenina garganta que jamais seria curado. E eu prossegui ao extremo de meus limites. Tinha de acontecer: desamarrou o cadarço de meu sapato. A loucura do sol das duas horas parece ter se engraçado pelo meu desatino. Tudo ficou muito mais quente. Tudo ficou mais empoeirado e muito mais vermelho. O desatino me levou ao choro. Não sei se chorei ou se choraminguei. Só sei que dei índices de que eu precisava de meu pai. E ele atendeu. Voltou-se para mim e viu que estava pisando no cadarço. Que estava prestes a cair. Então me socorreu. Olhou-me nos olhos com a expressão casmurra. Levou suas enormes mãos aos meus pés e amarrou o cadarço firmemente com um intrincado nó. A cena me levou a um estado de cegueira anestésica tão intensa que sofri uma espécie de amnésia passageira. Estado de torpor. Quando dei por mim, já tinha chegado ao meu destino: cadeira do barbeiro. Alta, prepotente e giratória. Ele, o barbeiro, cabeça enorme, mãos enormes, enormes unhas, sorriso nos lábios dos quais surgiam grandes caninos. Ele portava enorme máquina que apontava em minha direção. E ouvi a voz do pai: pode tirar quase tudo! deixa só um pouco em cima! Ali, finalmente, para lembrar Rimbaud, ia se encerrar meu estágio no inferno.
(GONÇALVES, Aguinaldo. Das estampas. São Paulo: Nankin, 2013. p. 45-46.)
O fragmento do Texto 3, “era aquele redemoinho”, pode nos levar a pensar na alteração, para circular, do movimento retilíneo de uma partícula carregada que entra perpendicularmente em um campo magnético uniforme. A presença de outros campos pode evitar esse movimento circular. Considere uma partícula de massa m = 3 × 10–3 kg e carga positiva q = 5 × 10–4 C se deslocando horizontalmente para a direita a uma velocidade v = 100 m/s, sob a ação apenas de três campos uniformes: um campo elétrico de 200 N/C verticalmente para cima, um campo gravitacional verticalmente para baixo e um campo magnético. Para que a partícula permaneça se movendo num movimento retilíneo e uniforme, o campo magnético deve ser?
Dado: aceleração da gravidade g = 10 m/s2
Assinale a alternativa correta:
Situação 2: Uma espira condutora encontra-se em repouso em relação a um circuito elétrico no qual uma lâmpada pisca com uma frequência constante.
Situação 3: Uma espira condutora se encontra em repouso em
relação a um fio condutor retilíneo, ligado a um circuito
elétrico, no qual circula uma corrente elétrica i
contínua e constante.
Verifica-se uma corrente elétrica induzida na espira condutora na(s) situação(ões)
Um ímã em forma de barra, com seus polos Norte e Sul, é colocado sob uma superfície coberta com partículas de limalha de ferro, fazendo com que elas se alinhem segundo seu campo magnético. Se quatro pequenas bússolas, 1, 2, 3 e 4, forem colocadas em repouso nas posições indicadas na figura, no mesmo plano que contém a limalha, suas agulhas magnéticas orientam-se segundo as linhas do campo magnético criado pelo ímã.
Desconsiderando o campo magnético terrestre e considerando
que a agulha magnética de cada bússola seja representada
por uma seta que se orienta na mesma direção e no mesmo
sentido do vetor campo magnético associado ao ponto em que
ela foi colocada, assinale a alternativa que indica, correta e
respectivamente, as configurações das agulhas das bússolas
1, 2, 3 e 4 na situação descrita.
Com a finalidade de induzir uma corrente elétrica na espira, um aluno faz as seguintes experiências:
I. Movimenta o ímã e a espira na mesma direção e sentido e com velocidades iguais.
II. Gira o ímã em torno de seu eixo paralelo ao eixo z e mantém a espira em repouso em relação ao plano (x,z).
III. Desloca a espira numa direção paralela ao eixo y e mantém o ímã em repouso em relação ao plano (x,z).
Para conseguir a corrente induzida, o aluno conclui que o correto é proceder como indicado em
Na figura 1, um ímã cilíndrico desce em movimento acelerado por dentro de um tubo cilíndrico de acrílico, vertical, sujeito apenas à ação da força peso.
Na figura 2, o mesmo ímã desce em movimento uniforme por dentro de um tubo cilíndrico, vertical, de cobre, sujeito à ação da força peso e da força magnética, vertical e para cima, que surge devido à corrente elétrica induzida que circula pelo tubo de cobre, causada pelo movimento do ímã por dentro dele.
Nas duas situações, podem ser desconsiderados o atrito entre o ímã e os tubos, e a resistência do ar.
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