Questões de Vestibular Sobre magnetismo em física

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.

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

O fogão mostrado na figura 1 abaixo não produz chamas nem propaga calor. O cozimento ou aquecimento dos alimentos deve ser feito em panelas de ferro ou de aço e ocorre devido à existência de campos magnéticos alternados, produzidos em bobinas, conforme representado no esquema da figura 2. Os campos magnéticos penetram na base das panelas, criando correntes elétricas que as aquecem.

Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
O processo físico que fundamenta essa aplicação tecnológica é conhecido como ........ e é regido pela lei de ........ .

Um fio condutor está fixamente colocado na região entre os polos de um ímã. A figura abaixo representa um corte da região interior, que mostra o campo magnético uniforme (desprezando os efeitos de borda) e o fio entrando perpendicularmente no plano da página.

Em dado instante, uma corrente elétrica começa a fluir pelo fio, com sentido “para dentro da página”.

A alternativa que melhor representa a configuração final das linhas de campo magnético 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:

O século XIX foi marcado pelo início de uma profunda mudança na forma de enviar e receber informações. Desde 24 de maio de 1844, quando Samuel Finley Bresse Morse enviou sua famosa mensagem "Eis que Deus criou", com o recém-inventado telégrafo, a humanidade pôde ver pela primeira vez a transmissão instantânea de uma informação em pontos afastados por grandes distâncias. A partir de então, diversos instrumentos foram criados para facilitar a comunicação na Terra, provocando profundas mudanças nas relações sociais, comerciais e de trabalho. Essas mudanças, sem dúvidas, só foram possíveis a partir do entendimento pelo homem do comportamento das ondas eletromagnéticas. Com relação às ondas eletromagnéticas, pode-se afirmar que:

As linhas de força de campo elétrico foram descobertas pelo físico experimentalista Michael Faraday, no século XVIII. Com essa descoberta, Faraday pôs fim ao intenso debate entre os físicos daquela época sobre a ideia da ação de uma força a distância, possibilitando uma melhor compreensão desse fenômeno, alavancando, assim, o estudo da eletricidade naquele século. Baseando-se na disposição que a limalha de ferro assumia diante de um imã ou de uma partícula eletrizada, Faraday podia descobrir a intensidade do campo, a direção da força elétrica e, ainda, se o corpo estava carregado com carga elétrica negativa ou positiva.

Considerando os aspectos verbais do texto e visuais da figura abaixo, assinale a alternativa CORRETA:

A configuração do campo magnético terrestre causa um efeito chamado inclinação magnética. Devido a esse fato, a agulha magnética de uma bússola próxima à superfície terrestre, se estiver livre, não se mantém na horizontal, mas geralmente inclinada em relação à horizontal (ângulo α, na figura 2). A inclinação magnética é mais acentuada em regiões de maiores latitudes. Assim, no equador terrestre a inclinação magnética fica em torno de 0º, nos polos magnéticos é de 90º, em São Paulo é de cerca de 20º, com o polo norte da bússola apontado para cima, e em Londres é de cerca de 70º, com o polo norte da bússola apontado para baixo.


Esse efeito deve-se ao fato de a agulha magnética da bússola alinhar-se sempre na direção

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.

Na figura abaixo, está representada a trajetória de uma partícula de carga negativa que atravessa três regiões onde existem campos magnéticos uniformes e perpendiculares à trajetória da partícula.

Nas regiões I e III, as trajetórias são quartos de circunferências e, na região II, a trajetória é uma semicircunferência. A partir da trajetória representada, pode-se afirmar corretamente que os campos magnéticos nas regiões I, II e III, em relação à página, estão, respectivamente,

O anel saltante ou anel de Thomson é uma interessante demonstração dos efeitos eletromagnéticos. Ele consiste em uma bobina, um anel metálico, normalmente de alumínio, e um núcleo metálico que atravessa a bobina e o anel. Quando a bobina é ligada a uma tomada de corrente alternada, o anel de alumínio salta e fica levitando em uma altura que pode ser considerada constante. A figura mostra o dispositivo. Um dos fatos que contribuem para a levitação do anel metálico, apesar de não ser o único, é a fonte de corrente elétrica ser alternada, pois o anel não levitaria se ela fosse contínua.


A força sobre o anel metálico e sua consequente levitação devem-se ao fato de a bobina percorrida por corrente elétrica alternada gerar

Uma forma de separar diferentes partículas carregadas é acelerá-las, utilizando placas que possuem diferença de potencial elétrico (V), de modo que adquiram movimento retilíneo para, em seguida, lançá-las em uma região onde atua campo magnético uniforme . Se o campo magnético atuar em direção perpendicular à velocidade das partículas, 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 tipos diferentes de partículas são aceleradas a partir do repouso do ponto A, descrevem incialmente uma trajetória retilínea comum e, em seguida, na região do campo magnético, trajetórias circulares distintas.

Considerando-se a situação descrita e representada na figura, é correto afirmar que

A corrente elétrica no enrolamento primário de um transformador corresponde a 10 A, enquanto no enrolamento secundário corresponde a 20 A.

Sabendo que o enrolamento primário possui 1200 espiras, o número de espiras do enrolamento secundário é:

Para uma espira circular condutora, percorrida por uma corrente elétrica de intensidade i, é registrado um campo magnético de intensidade B no seu centro. Alterando-se a intensidade da corrente elétrica na espira para um novo valor i_final, observa-se que o módulo do campo magnético, no mesmo ponto, assumirá o valor 5B. Qual é a razão entre as intensidades das correntes elétricas final e inicial (i_final / i)?

Um motor elétrico é construído com uma espira retangular feita com um fio de cobre esmaltado semirraspado em uma extremidade e totalmente raspado na outra, apoiada em dois mancais soldados aos polos A e B de uma pilha. Presa a essa espira, uma hélice leve pode girar livremente no sentido horário ou anti-horário. Um ímã é fixo à pilha com um de seus polos magnéticos (X) voltado para cima, criando o campo magnético responsável pela força magnética que atua sobre a espira, conforme ilustrado na figura.
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.

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:

As figuras representam arranjos de fios longos, retilíneos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade. Os fios estão orientados perpendicularmente ao plano desta página e dispostos segundo os vértices de um quadrado. A única diferença entre os arranjos está no sentido das correntes: os fios são percorridos por correntes que entram ou saem do plano da página.

O campo magnético total é nulo no centro do quadrado apenas em