Questões de Vestibular Sobre magnetismo em física

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

Dois longos fios metálicos, retilíneos e flexíveis estão inicialmente dispostos conforme indica a Figura 1 e localizados numa região do espaço onde há a presença de um intenso campo magnético constante e perpendicular ao plano da folha. Quando os fios são percorridos por corrente elétrica de mesma intensidade constante, verificam-se as deformações indicadas na Figura 2.
Para que isso seja possível, o sentido do campo magnético e da corrente elétrica em cada fio deve ser:

Sobre o fenômeno de indução eletromagnética, apresentam-se três situações: Situação 1: Uma espira condutora gira em torno do eixo indicado, enquanto um ímã encontra-se em repouso em relação ao mesmo eixo.

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)

Tem se tornado cada vez mais comum o desenvolvimento de veículos de transporte de passageiros que flutuam sobre o solo. Um dos princípios que permite a esses veículos “flutuarem” sobre os trilhos é chamado de levitação eletrodinâmica, que ocorre quando há o movimento de um campo magnético nas proximidades de um material condutor de eletricidade. Segundo essa tecnologia, a levitação do veículo ocorre porque

A força magnética que atua em uma partícula elétrica é expressa pela seguinte fórmula: 

Admita quatro partículas elétricas idênticas, P₁, P₂, P₃ e P₄, penetrando com velocidades de mesmo módulo em um campo magnético uniforme  conforme ilustra o esquema.

Nesse caso, a partícula em que a força magnética atua com maior intensidade é:

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.

Um elétron é lançado perpendicularmente no interior de um campo magnético de intensidade 10⁻² T com uma velocidade igual a 10⁵ km/s, conforme ilustrado na figura a seguir.


Com base na figura e nos conhecimentos sobre campo magnético, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, o valor do raio, r, da trajetória descrita pelo elétron no interior do campo magnético.
Dados: massa do elétron = 9,1 × 10⁻³¹ kg carga elétrica do elétron = 1,6 × 10⁻¹⁹ C elétron volt (1 eV) = 1,6 × 10⁻¹⁹ J

O QUE É O VENTO SOLAR?

Nada menos que 1 milhão de toneladas de matéria o Sol ejeta a cada segundo. Ela é formada por elétrons e núcleos de átomos de elementos abundantes na estrela, como hidrogênio e hélio. Acelerados pelo calor solar, eles escapam do seu campo gravitacional. “Esse turbilhão tem um campo magnético próprio que interage com o da Terra e, assim, afeta o nosso planeta”, diz o astrônomo Enos Picazzio, da USP.

Disponível em: http://mundoestranho.abril.com.br/ Acesso em: 20 de agosto de 2015.

Um desses elétrons que possui a carga elementar de 1,6 _ˑ 10^–19 C penetra no campo magnético do planeta cuja magnitude vale 1,2 _ˑ 10^–7 T. Desprezando os efeitos gravitacionais, qual é o raio da trajetória descrita por esse elétron de massa 9,10^–31 kg, sabendo que tal partícula penetra perpendicularmente o campo magnético terrestre com uma velocidade de módulo 8 _ˑ 10⁶ m/s?

A descoberta de que a Terra possui um campo magnético, comportando-se como um grande ímã, ocorreu em 1600, com trabalhos do físico e médico inglês William Gilbert. A origem desse campo magnético e as suas consequências para a Terra ainda são objeto de estudo, mas sua importância é incontestável. Foi ele que permitiu as grandes navegações, pelo uso da bússola (os modernos navios usam GPS). É ele também que nos protege das partículas carregadas de eletromagnetismo provenientes do Sol (vento solar), a 700 km/s, e de outros pontos da galáxia (além de afetar seriamente as transmissões de rádio e televisão, há evidências de que as tormentas magnéticas aumentam as ocorrências de ataques cardíacos).

Fonte: http://www.cprm.gov.br/

Uma linha de transmissão que chega à cidade de Fortaleza é percorrida por uma corrente de 1000 Ampères. Em relação ao campo magnético terrestre, a linha de transmissão está com uma inclinação de 30° . Sabendo que o campo magnético terrestre nessa localização do planeta assume a intensidade de 4 mT, a alternativa que determina a força magnética a que um trecho de 80 metros dessa linha de transmissão estará submetido é

Em um automóvel, existe um dispositivo que tem uma função semelhante à de um gerador – o alternador. Tal componente funciona através do princípio físico que tem como base a indução eletromagnética com o objetivo final, no caso do automóvel, de carregar a bateria. O processo de carregamento da bateria do automóvel pode ser explicado, pois a rotação do eixo do alternador através de uma correia presa a uma polia interligada ao eixo do motor (virabrequim)

A figura a seguir mostra dois fios retos e longos, ortogonais entre si, cada um percorrido por uma corrente elétrica i, de mesma intensidade, com os sentidos mostrados.


De acordo com seus conhecimentos e com as informações dadas, das regiões I, II, III, IV, aquelas em que podem existir pontos nos quais o campo magnético resultante criado pelas correntes seja "não nulo", são

Uma estudante deseja medir a variação no tempo do módulo de um campo magnético espacialmente uniforme. Para tanto, ela decide usar a lei de Faraday. Ela constrói uma espira plana circular de raio 1,0 cm e, com o plano da espira perpendicular à direção do campo magnético, mede uma ddp constante de 12,4 mV, onde 1 mV = 10⁻³ V, entre os terminais da espira, durante um intervalo de tempo de 2,0 ms. Considerando π = 3,1, pode-se afirmar que a estudante obtém uma variação no módulo do campo magnético igual a:

No modelo clássico para o átomo de hidrogênio, o elétron realiza um movimento circular de raio R e velocidade de módulo constante ao redor do próton, que se encontra em repouso no centro da circunferência. Considerando que as cargas do elétron e do próton são em módulo iguais a q e que a massa do elétron é denotada por m, pode-se afirmar que a velocidade angular do elétron é proporcional a:

Analise as afirmativas abaixo e assinale a opção correta.

I. Ondas mecânicas e eletromagnéticas são refratadas, quando se propagam através de uma superfície que separa dois meios com diferentes índices de refração. Entretanto, de acordo com a ótica geométrica, se o ângulo de incidência de um raio de luz sobre uma superfície plana for igual a 90°, esse raio de luz não terá sua direção de propagação alterada.

II. Ondas mecânicas necessitam de um meio material para sua propagação, enquanto ondas eletromagnéticas não se propagam através de meios materiais.

III.Ondas eletromagnéticas, ao se propagarem, podem ter suas amplitudes somadas, quando se superpõem a outras que cruzam o mesmo meio. Por causa desse efeito, é possível que, embora existam ondas se propagando através de uma região no espaço, encontrem-se, nessa região, locais onde a amplitude resultante iguala-se a zero.

IV.Uma onda eletromagnética não é capaz de se propagar para o interior de um volume, cuja superfície se encontra revestida por uma camada de certo material condutor. Entretanto, se a onda for polarizada, ela será capaz de atravessar essa superfície.

V. A velocidade de propagação, tanto das ondas eletromagnéticas, quanto das mecânicas, depende das características do meio no qual elas se propagam.

Considere as afirmações a seguir, a respeito de ímãs.

I. Convencionou-se que o polo norte de um ímã é aquela extremidade que, quando o ímã pode girar livremente, aponta para o norte geográfico da Terra. II. Polos magnéticos de mesmo nome se repelem e polos magnéticos de nomes contrários se atraem. III. Quando se quebra, ao meio, um ímã em forma de barra, obtêm-se dois novos ímãs, cada um com apenas um polo magnético.

Está(ão) correta(s)

Em um equipamento de ressonância magnética hospitalar, os sinais elétricos que são processados para obter uma imagem são captados por um solenóide constituído de 10 espiras circulares idênticas de raio 30,0 cm. No intervalo de tempo de 0,001 s, um campo magnético uniforme em toda a região do solenóide, perpendicular ao plano das espiras, varia linearmente no tempo de 0 até 0,010 T. Considere para efeito de cálculo que π = 3. Calcule o módulo da força eletromotriz induzida no solenóide.

Duas ondas eletromagnéticas, com comprimento de onda 400 nm (1 nm = 10⁻⁹ m), são emitidas em fase a partir dos pontos O₁ e O₂, equidistantes do ponto P (ver figura a seguir). Considere as ondas que se propagam em sentidos opostos, ao longo do eixo x. No percurso, estas ondas atravessam placas de plástico transparente, de mesmo comprimento L = 4,00 µm (1 µm = 10⁻⁶ m) e índices de refração n₁ = 1,40 (placa 1) e n₂ = 1,55 (placa 2). Denotando por I_max a máxima intensidade luminosa possível resultante da interferência destas ondas, pode-se afirmar que a intensidade luminosa registrada por um detector no ponto P é:

Uma espira condutora e circular está fixa, suspensa por uma haste isolante rígida, na posição representada na figura. Um ímã em forma de cilindro, com seus polos magnéticos norte (N) e sul (S), move-se em linha reta a partir do repouso no ponto A, no instante t₀ = 0, até o ponto B, onde para novamente no instante t₂ . A velocidade máxima do ímã, entre os pontos A e B, é atingida no instante t₁ . O gráfico indica a velocidade escalar do ímã em função do tempo, entre os instantes t₀ e t₂ .


Considerando os sentidos horário e anti-horário indicados na figura, é correto afirmar que, devido ao movimento do ímã, a corrente elétrica induzida na espira circulará

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)?

A figura representa dois fios condutores retilíneos e muito compridos, paralelos e percorridos por correntes elétricas de mesma intensidade (i_F ), porém, de sentidos contrários. Entre os fios há uma espira circular de raio R percorrida por uma corrente elétrica de intensidade (i_E ). Determine a razão e o sentido da corrente elétrica na espira circular para que o campo de indução magnética resultante no centro da espira seja nulo.

Os fios condutores e a espira circular estão situados no mesmo plano.