RECUPERAÇÃO Professor: XERXES TURMAS: 2º ANO DATA: 09 / 11 / 2015 FÍSICA RECUPERAÇÃO 4° BIMESTRE 01) Uma partícula de carga elétrica q = -2.10-5C é lançada num campo magnético uniforme de intensidade B = 4.10 3 T com velocidade ( v ) igual a 20m/s, sendo a velocidade perpendicular ao campo magnético conforme mostra a figura. Determine: 03) A Física de partículas é um campo de conhecimento que explora características de partículas subatômicas, as quais podem oferecer respostas para questões sobre a origem do universo, por exemplo. Muitos estudos nessa área são feitos a partir da análise do comportamento de tais partículas ao serem submetidas a campos magnéticos. Imagine que uma partícula de carga 8.10-19C, a uma velocidade de 3x106m/s, penetra pelo ponto A, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de indução magnética 3x10–4T, e sai pelo ponto B, descrevendo uma trajetória circular de raio 20 cm, conforme ilustra a figura ao lado. Determine: a) o sentido da força magnética que atua na partícula. b) a intensidade da força magnética que atua na partícula. 02) Um feixe é formado por íons de massa m1 e íons de massa m2, com cargas elétricas q1 e q2, respectivamente, de mesmo módulo e de sinais opostos. O feixe penetra com velocidade v , por uma fenda F, em uma região onde atua um campo magnético uniforme B , cujas linhas de campo emergem na vertical perpendicularmente ao plano que contém a figura e com sentido para fora (“SAINDO”). Depois de atravessarem a região por trajetórias tracejadas circulares de raios R1 e R2 = 2R1, desviados pelas forças magnéticas que atuam sobre eles, os íons de massa m1 atingem a chapa fotográfica C1 e os de massa m2 a chapa C2. Nesta situação, determine: a) a massa da partícula, em kg. b) o tempo para a partícula ir do ponto A para o ponto B. 04) Uma partícula, de massa m e carregada positivamente, é lançada com velocidade v do ponto P, centro da face de um paralelepípedo formado por 4 cubos de arestas iguais, numa região onde existe um campo magnético uniforme B, orientado conforme a figura. Desprezando ações gravitacionais, determine em qual dos pontos a partícula irá passar após percorrer um quarto de volta. 05) A figura a seguir representa uma partícula com carga elétrica q > 0 e velocidade v , entrando em uma região onde há um campo magnético B de intensidade 102T orientado para dentro da página e perpendicular a um campo elétrico E de intensidade 4.105N/C. a) Indique sobre qual chapa C1 ou C2, incidiram os íons de carga positiva? b) Indique sobre qual chapa C1 ou C2, incidiram os íons de carga negativa? c) o módulo da razão m1 m2 entre as massas desses íons. Essa configuração de campos elétrico e magnético funciona como um seletor de velocidade para partículas carregadas. Desprezando-se a força gravitacional, para que a partícula não sofra desvio, ou seja, a força elétrica anula a força magnética, determine: a) o sentido da força elétrica. b) a intensidade da velocidade, em m/s. m2 (m1 ≠ m2). Ao adentrarem, com velocidades iguais, uma região onde existe um campo magnético uniforme, as partículas de massa m1 e m2 descrevem, num mesmo plano, trajetórias semicirculares diferentes, com raios R 1 e R2, respectivamente, como ilustradas na figura. 06) Com o objetivo de separar gotículas de tintas carregadas negativamente por uma impressora, pode-se usar o dispositivo esquematizado abaixo. Expresse a razão entre as massas m1 e m2. As gotículas com carga q < 0 são aceleradas por uma diferença de potencial V = 220V. Em seguida, passam por uma região, o filtro, onde estão aplicados um campo elétrico horizontal E = 2.103N/C e um campo magnético, perpendicular ao plano da folha, B = 4.102T, perpendiculares entre si. Considerando o exposto e desprezando os efeitos gravitacionais, para que as gotículas carregadas negativamente não sofram desvios no filtro, determine: a) o sentido da força magnética e da força elétrica. b) a velocidade que ela deve ter ao entrar no filtro. 07) (UFRRJ) Atualmente sabemos que o átomo é composto por várias partículas e que as propriedades magnéticas são características físicas de certos materiais. Suponha que uma partícula de massa 4mg e carga elétrica q = 4mC penetre num campo magnético uniforme B, de valor igual a 2.10-2T, com uma velocidade de 54 km/h, conforme indicado na figura. Considerando que a partícula não abandona a região onde existe o campo: a) Determine a forma da trajetória descrita pela partícula e o seu sentido visto por um observador de cima. b) Calcule o valor do raio R da trajetória descrita pela partícula. 09) (UFRGS) A radioatividade é um fenômeno em que átomos com núcleos instáveis emitem partículas ou radiação eletromagnética para se estabilizar em uma configuração de menor energia. O esquema a seguir ilustra as trajetórias das emissões radioativas α, β+, β- e γ quando penetram em uma região do espaço onde existe um campo magnético uniforme B que aponta perpendicularmente para dentro da página. Essas trajetórias se acham numeradas de 1 a 4 na figura. Sendo α um núcleo de hélio (massa 4 vezes maior que a do protón e o dobro da carga do protón), β+ um elétron de carga positiva (pósitron), β- um elétron e γ um fóton de alta energia (sem carga), assinale a alternativa que identifica corretamente os números correspondentes às trajetórias das referidas emissões, na ordem em que foram citadas. a) 1 - 2 - 4 - 3 b) 2 - 1 - 4 - 3 c) 3 - 4 - 1 - 2 d) 4 - 3 - 2 - 1 e) 1 - 2 - 3 – 4 10) (UDESC/13) Um fio retilíneo e horizontal, com 15g de massa e 1,0m de comprimento, é percorrido por uma corrente elétrica de intensidade i. O fio está a uma altura h do chão e há um campo magnético uniforme B=0,50T entrando no plano desta página, como mostra a Figura. 08) (UNESP) Um feixe é constituído de dois tipos de partículas com cargas elétricas iguais, mas massas m1 e 2 Assinale a alternativa que apresenta, respectivamente, o valor e o sentido da corrente elétrica, para que o fio flutue permanecendo em repouso. a) 0,3A, para a direita b) 0,3A, para a esquerda c) 300A, para a direita d) 300A, para a esquerda e) 30A, para a direita 11) Considere dois fios paralelos, muito longos e finos, dispostos horizontalmente conforme mostra a figura. O fio de cima tem um peso 0,080N para cada metro e é percorrido por uma corrente I1 = 20A, se encontrando dependurado por dois cabos. O fio de baixo encontra-se preso e é percorrido por uma corrente I 2= 40A, em sentido oposto. Para qual distância r indicada na figura, a tensão T nos cabos será nula? ele atua o campo magnético de 1,0 tesla no sentido do eixo z. A força total que age sobre o fio é de: a) 0,06N b) 0,08N c) 0,1N d) 1,0N 15) (UEFS/12) Uma das aplicações da força magnética sobre condutores é o motor elétrico, no qual espiras móveis imersas em um campo de indução magnética são percorridas por uma corrente elétrica. Utilizam-se várias espiras montadas sobre um cilindro, o rotor, para obter um melhor aproveitamento. A figura mostra um esquema simplificado do princípio de funcionamento de um motor elétrico. Linhas do campo magnético 12) (UFPE) Um fio MN, de 40cm de comprimento e massa igual a 30g, está suspenso horizontalmente por uma mola ideal de constante elástica k = 10N/m. O conjunto encontra-se em uma região de campo magnético uniforme B = 0,1T, como indicado na figura. Quando a corrente no fio for 10A, dirigida de N para M, atuará sobre o fio uma força magnética dirigida verticalmente para baixo. Determine a elongação total, devido à força magnética e à força gravitacional, sofrida pela mola, em cm. i = 10 A M N 13) Uma barra uniforme, condutora, de massa m = 450g e comprimento L = 25cm, foi posicionada entre duas superfícies rugosas. A barra permanece em repouso quando uma corrente elétrica i = 2,0A a atravessa na presença de um campo magnético de módulo B = 3,0T, constante, que aponta para dentro do plano da figura. Considerando que a força de atrito seja igual nos dois lados da barra, determine o módulo e o sentido da força de atrito em cada lado da parede que atua na barra. 14) Um fio condutor com a forma mostrada na figura é percorrido por uma corrente de 2,0A de a para c. Sobre Sabendo-se que o módulo do vetor indução magnética é 0,05T, a intensidade de corrente elétrica é 1,5A e desprezando-se o peso da espira, é correto afirmar: a) As forças aplicadas nos lados AD e BC têm intensidades iguais a zero. b) O movimento de rotação da espira independe do sentido da corrente elétrica. c) A força aplicada no lado AD é perpendicular às linhas de indução e tem sentido saindo do plano da figura. d) As forças aplicadas nos lados AB e CD fazem a espira girar no sentido horário em torno de um eixo paralelo às linhas de indução, para o observador O. e) As forças aplicadas nos lados AD e BC têm intensidades iguais a 4,5.10-2N, cada uma, e fazem a espira girar no sentido anti-horário, para o observador O. GABARITO: 01) a) para a direita b) 1,6N 02) a) C1 b) C2 -29 03) a) 1,6.10 kg b) 2.10-7s 05) a) para baixo b) 4000m/s 06) a) Fm (esquerda); Fe (direita) 07) a) Circular e anti-horário 08) ½ 09) B 11) 0,2cm 12) 7cm 14) C 15) E 3 c) ½ 04) Ponto K b) 5m/s b) 75cm 10) A 13) 3N