Questões Militares Sobre magnetismo em física

Um elétron se encontra no espaço xyz, no qual o eixo z é vertical e aponta para cima, e esse elétron está inicialmente na posição (-1,0,0)cm e com velocidade (1,0,0)cm/s. Há dois imãs iguais, um deles está na posição (0,1,0) cm e tem o polo norte apontando para a origem, e o outro está em (0, -1,0) cm e tem o polo sul apontando para a origem. Logo após o instante inicial, a trajetória do elétron:

Com relação aos conceitos de eletricidade e magnetismo, coloque V (verdadeiro) ou F (falso) nas afirmativas abaixo e, em seguida, assinale a opção que apresenta a seqüência correta.

( ) Na eletrização por atrito, o corpo que perde elétrons passa a ter mais prótons do que possuía anteriormente e, nesse caso, fica eletrizado com carga positiva.

( ) Condutores são corpos que facilitam a passagem da corrente elétrica, pois possuem uma grande quantidade de elétrons livres.

( ) Um ímã em forma de barra, ao ser cortado ao meio, dá origem a dois novos ímãs, cada um com apenas um polo (norte ou sul).

( ) A bússola magnética, cuja extremidade encarnada é o seu polo norte, aponta para uma direção definida da Terra, próxima ao Polo Norte Geográfico.

( ) Geradores são dispositivos que transformam outras formas de energia em energia elétrica.

( ) O chuveiro elétrico pode ser considerado um resistor pois transforma energia elétrica em energia exclusivamente térmica.

Uma espira quadrada, feita de um material metálico homogêneo e rígido, tem resistênciaelétrica R e é solta em uma região onde atuam o campo gravitacional g = −ge_z e um campo magnético

Inicialmente a espira encontra-se suspensa, conforme a figura, com sua aresta inferior no plano xy num ângulo α com o eixo y, e o seu plano formando um ângulo β com z. Ao ser solta, a espira tende a

Considere as seguintes proposições sobre campos magnéticos:

I. Em um ponto P no espaço, a intensidade do campo magnético produzido por uma carga puntiforme q que se movimenta com velocidade constante ao longo de uma reta s´o depende da distância entre P e a reta.
II. Ao se aproximar um ímã de uma porção de limalha de ferro, esta se movimenta porque o campo magnético do ímã realiza trabalho sobre ela.

III. Dois fios paralelos por onde passam correntes uniformes num mesmo sentido se atraem.

Então,

Michael Faraday foi um cientista inglês que viveu no século XIX. Através de suas descobertas foram estabelecidas as bases do eletromagnetismo, relacionando fenômenos da eletricidade, eletroquímica e magnetismo. Suas invenções permitiram o desenvolvimento do gerador elétrico, e foi graças a seus esforços que a eletricidade tornou-se uma tecnologia de uso prático. Em sua homenagem uma das quatro leis do eletromagnetismo leva seu nome e pode ser expressa como:

ε = ΔΦ/Δt onde ε é a força eletromotriz induzida em um circuito, ∅ é o fluxo magnético através desse circuito e t é o tempo.

Considere a figura ao lado, que representa um ímã próximo a um anel condutor e um observador na posição O. O ímã pode se deslocar ao longo do eixo do anel e a distância entre o polo norte e o centro do anel é d. Tendo em vista essas informações, identifique as seguintes afirmativas como verdadeiras (V) ou falsas (F):

( ) Mantendo-se a distância d constante se observará o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário.

( ) Durante a aproximação do ímã à espira, observa-se o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário.

( ) Durante o afastamento do ímã em relação à espira, observa-se o surgimento de uma corrente induzida no anel no sentido horário.

( ) Girando-se o anel em torno do eixo z, observa-se o surgimento de uma corrente induzida.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

Desejando-se determinar a intensidade do campo magnético no interior de um solenóide longo percorrido por uma corrente elétrica constante, um professor de física construiu um aparato experimental que consistia, além do solenóide, de uma balança de braços isolantes e iguais a d₁ e d₂ , sendo que o prato em uma das extremidades foi substituído por uma espira quadrada de lado l, conforme indicado na figura abaixo.

Quando não circula corrente na espira, a balança se encontra em equilíbrio e o plano da espira está na horizontal. Ao fazer passar pela espira uma corrente elétrica constante i, o equilíbrio da balança é restabelecido ao colocar no prato uma massa m . Sendo g o módulo do campo gravitacional local, o campo magnético no interior do solenóide é dado pela expressão

Um capacitor de placas paralelas carregado gera um campo elétrico constante em seu interior. Num instante inicial, uma partícula de massa m e carga +Q, localizada no interior do capacitor, é liberada com velocidade nula. Neste mesmo instante, o capacitor começa a girar com velocidade angular constante ω em torno do eixo z. Enquanto estiver no interior do capacitor e antes de colidir com uma das placas, a trajetória da carga será uma

Observação:

• desconsidere as ações dos campos magnético e gravitacional.

A Figura 1 apresenta um sistema composto por um trilho fixo em U e uma barra móvel que se desloca na vertival com velocidade v suspensa por um balão de massa desprezível. O trilho e a barra são condutores elétricos e parmenecem sempre em contato sem atrito. Este conjunto está em uma região sujeita a uma densidade de fluxo magnético que forma com a horizontal uma ângulo θ, como ilustrado na Figura 2.

Diante do exposto, o valor da corrente induzida no sistema, em ampères, no estado estacionário é:

• massa da barra: 1 kg;
• aceleração da gravidade g: 10 m/s² ;
• ângulo θ entre a horizontal e o vetor B: 60° ;
• massa específica do ar: 1,2 kg/m³ ;
• volume constante do balão: 0,5 m³ ;
• comprimento da barra entre os trilhos: 0,2 m;
• densidade de fluxo magnético B: 4 T.

Observação:
• despreze a massa do balão com o hélio e o atrito entre a barra e os trilhos.

Uma partícula eletricamente carregada está presa a um carrinho que se move com velocidade de módulo constante por uma trajetória no plano XY definida pela parábola

y = x² - 9x + 3

Sabe-se que, em XY, um campo magnético uniforme paralelo ao vetor (3B, B) provoca força sobre a partícula. O ponto onde a partícula é submetida ao maior módulo de força magnética é

Em uma espira condutora triangular equilátera, rígida e homogênea, com lado medindo 18 cm e massa igual a 4,0 g, circula uma corrente elétrica i de 6,0 A, no sentido anti-horário. A espira está presa ao teto por duas cordas isolantes, ideais e de comprimentos iguais, de modo que todo conjunto fique em equilíbrio, num plano vertical. Na mesma região, existe um campo magnético uniforme de intensidade B=0,05 T que atravessa perpendicularmente o plano da espira, conforme indicado no desenho abaixo.
Considerando a intensidade da aceleração da gravidade g=10 m/s², a intensidade da força de tração em cada corda é de

Dados:
cos 60° = 0,50
sen 60° = 0,87

                        

Considere dois condutores retilíneos (1 e 2) longos, paralelos e coplanares, percorridos por correntes elétricas (I₁ e I₂) e um ponto (B) entre os condutores, equidistante dos mesmos. Assinale a alternativa que indica uma afirmação fisicamente correta em relação a essa situação.

A figura acima mostra um bloco de massa m e carga q, preso a uma mola ideal, paralela ao eixo x e de constante elástica K. O bloco encontra-se em equilíbrio estático, sob a ação de um campo elétrico uniforme , um campo magnético uniforme e um campo gravitacional uniforme , todos no plano xy, conforme indicados na figura.

Se o bloco for desconectado da mola no ponto P, um observador posicionado no ponto O verá o bloco descrever um movimento curvilíneo

 Uma espira circular, de raio igual a 10 cm, percorrida por uma corrente elétrica de intensidade igual a 50 mA produz, no centro da espira, um vetor indução magnética de intensidade B. Para se obter um valor igual a 2B, mantendo constante a intensidade de corrente elétrica e o mesmo meio (µ₀), é necessário que o novo raio da espira seja, em cm, de:

Dado: µ_{0 =} 4π.10^-7 T.m/A

Uma espira de área A > 0 é colocada num instante t₁ num campo magnético uniforme de intensidade I > 0, perpendicularmente às linhas de indução magnética. A espira é movimentada nesse campo de forma que suas posições em relação às linhas de indução magnética nos instantes t₂, t₃, t₄ e t₅ (t₁ < t₂ < t₃ < t₄ < t₅) sejam, respectivamente, paralela, perpendicular, perpendicular e paralela às linhas de indução magnética. Considerando os intervalos da forma [t_i,t_j], 1 ≤ i < j ≤ 5, pode-se afirmar que a força eletromotriz média na espira é nula apenas

Uma bobina B está orientada com sua base num plano horizontal, e por ela passa uma corrente no sentido anti-horário. Pelo centro da bobina passa um fio condutor L orientado verticalmente para cima, e por este fio passa uma corrente elétrica também orientada verticalmente. Se F1 é a força magnética exercida pelo campo magnético induzido pela corrente de L sobre a corrente de B, e se F2 é a força eletromagnética exercida pelo campo magnético induzido pela corrente de B sobre a corrente de L, então pode-se afirmar que:

Uma bobina condutora é colocada em uma região onde há um campo magnético vertical de intensidade B = 10 T. A bobina é ligada a um amperímetro e está inicialmente em repouso, com seu eixo orientado também na vertical. São dados os cenários:

I - A bobina inicia um movimento retilíneo uniforme na direção vertical com velocidade não nula.

II - A bobina passa a ser rodada ao redor do seu eixo com velocidade angular uniforme.

III - A bobina passa a ser rodada ao redor de um eixo horizontal com velocidade angular uniforme.

Dentre os cenários citados acima, o amperímetro irá registrar corrente elétrica não nula

Na figura abaixo, e₁ e e₂ são duas espiras circulares, concêntricas e coplanares de raios r₁ = 8,0 m e r₂ = 2,0 m, respectivamente. A espira e₂ é percorrida por uma corrente i₂ = 4,0 A, no sentido anti-horário. Para que o vetor campo magnético resultante no centro das espiras seja nulo, a espira e₁ deve ser percorrida, no sentido horário, por uma corrente i₁, cujo valor, em amperes, é de

 Analise a figura a seguir.

 

O gráfico da figura acima registra a variação do fluxo magnético, Φ,  através de uma bobina ao longo de 5 segundos. Das opções a seguir, qual oferece o gráfico da f.e.m induzida, ε, em função do tempo? 

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

As figuras mostram três espiras circulares concêntricas e coplanares percorridas por correntes de mesma intensidade I em diferentes sentidos. Assinale a alternativa que ordena corretamente as magnitudes dos respectivos campos magnéticos nos centros B₁, B₂, B₃ e B₄.