Matéria: Física II – Lista de exercícios – 1ª parteCursos: Eng. Civil, Elétrica, Eletrônica, Produção e Computação – Professor: Bruno P. Mattiazzo

Questão 01)

Uma partícula, de massa m = 5,010–18 kg e carga q = 8,010–6 C, penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, com velocidade constante de módulo v = 4,0106 m/s, passando a descrever uma órbita circular de raio r = 5,0103 cm, desprezando o efeito do campo gravitacional. O módulo do campo magnético a que a partícula está submetida é igual a:

a) 4,010–4 T b) 0,510–8 T c) 2,010–6 T d) 5,010–8 T e) 5,010–7 T

Gab: D

Questão 02)

O espectrômetro de massa é um equipamento utilizado para se estudar a composição de um material. A figura ao lado ilustra diferentes partículas de uma mesma amostra sendo injetadas por uma abertura no ponto O de uma câmara a vácuo. Essas partículas possuem mesma velocidade inicial , paralela ao plano da página e com o sentido indicado no desenho. No interior desta câmara há um campo magnético uniforme perpendicular à velocidade , cujas linhas de campo são perpendiculares ao plano da página e saindo desta, conforme representado no desenho com o símbolo . As partículas descrevem então trajetórias circulares identificadas por I, II, III e IV.

Considerando as informações acima e os conceitos de eletricidade e magnetismo, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa.

( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I.

( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II.

( ) Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior.

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

a) V – V – V – F. b) F – V – F – V. c) V – F – V – V. d) V – V – F – F. e) F – F – V – V.

Gab: D

TEXTO: 1 - Comum à questão: 3

Dados:Aceleração da gravidade: 10 m/s2 sen(37°) = 0,60; cos(37°) = 0,80 sen(60°) = 0,86; cos(60°) = 0,50

Questão 03)

Uma partícula de massa 10–29 kg gira em movimento circular uniforme de raio 2,0 m, numa região de campo magnético uniforme de direção perpendicular ao plano da órbita e módulo 10 –5 T. A energia cinética da partícula vale 2,0 10–17 J. Considerando apenas a ação da força magnética deste campo sobre a partícula, a sua carga elétrica pode ser expressa na forma A 10–19 C. Qual é o valor de A?

Gab: 10

Questão 04)

Um próton de massa 1,6x10–27 kg e carga elétrica 1,6x10–19 C é acelerado por uma diferença de potencial e penetra, por uma abertura A, perpendicularmente ao campo magnético uniforme de uma câmara de um espectrômetro de massa, com velocidade inicial (v0) de valor 8x105 m/s. A intensidade do campo magnético no interior da câmara é de 4x10–1 T. O próton atinge o ponto F de um filme fotográfico colocado no interior da câmara. Com base nessas informações, podemos dizer que a distância (d) entre os pontos A e F e o intervalo de tempo decorrido desde o instante em que o próton penetra na câmara até o impacto com o filme valem, respectivamente,(Adote: = 3)

a) 0,02m e 2,5x10–8 s.b) 0,04m e 7,5x10–8 s.c) 0,02m e 1,25x10–8 s.d) 0,04m e 5,0x10–8 s.e) 0,02m e 7,5x10–8 s.

Gab: B

Questão 05)

Lhe concordo, doutor: sou eu que invento minhas doenças. Mas eu, velho e sozinho, o que posso fazer? Estar doente é minha única maneira de provar que estou vivo. É por isso que frequento o hospital, vezes e vezes, a exibir minhas maleitas. Só nesses momentos, doutor, eu sou atendido. Mal atendido, quase sempre. Mas nessa infinita fila de espera, me vem a ilusão de me vizinhar do mundo. Os doentes são a minha família, o hospital é meu tecto e o senhor é o meu pai, pai de todos meus pais.

Desta feita, porém, é diferente. Pois eu, de nome posto de Sexta-Feira, me apresento hoje com séria e verídica queixa. Venho para aqui todo desclaviculado, uma pancada quase me desombrou. Aconteceu quando assistia ao jogo do Mundial de Futebol. Desde há um tempo, ando a espreitar na montra do Dubai Shoping, ali na esquina da Avenida Direita. É uma loja de tevês, deixam aquilo ligado na montra para os pagantes contraírem ganas de comprar. Sento-me no passeio, tenho meu lugar cativo lá. Junto comigo se sentam esses mendigos que todas sexta-feiras invadem a cidade à cata de esmola dos muçulmanos. Lembra? Foi assim que ganhei meu nome de dia da semana. Veja bem: eu, que sempre fui inútil, acabei adquirindo nome de dia útil.[...]

(COUTO, Mia. O fio das missangas. São Paulo: Companhia das Letras, 2009. p. 81-82.)

No texto, temos referência às tevês, aparelhos que utilizam telas nas quais se visualizam imagens. Atualmente, utilizam-se telas modernas, como as de plasma ou LED; mas em aparelhos antigos a imagem pode ser gerada por tubos de imagens, nos quais partículas se movem sob a ação de campos elétricos e magnéticos. Para determinado observador, uma partícula de massa desprezível e carga negativa q = –7 × 10 w–6 C é lançada horizontalmente para a direita, a uma velocidade de 20 m/s,

numa região onde existe campo elétrico e campo magnético uniformes. Sabe-se que o campo elétrico uniforme é de 6,4 × 10 3 N/C verticalmente para baixo. Considerando- -se somente as ações do campo elétrico e magnético, para que a partícula não sofra desvio, ou seja, para que ela percorra uma trajetória retilínea, o campo magnético deve ser de (assinale a alternativa correta):

a) 320 T, perpendicular à trajetória da partícula, com sentido de aproximação do observador.

b) 320 T, perpendicular à trajetória da partícula, com sentido de afastamento do observador.

c) 4,48 × 10–2 T, verticalmente para cimad) 4,48 × 10w–2 T, verticalmente para baixo.

Gab: B

Questão 06)

Numa região em que atua um campo magnético uniforme de intensidade 4 T é lançada uma carga elétrica positiva conforme indicado a seguir:

Ao entrar na região do campo, a carga fica sujeita a uma força magnética cuja intensidade é de 3,2 10–2N. O valor dessa carga e o sentido do movimento por ela adquirida no interior do campo são, respectivamente:

a) 1,6 10–6C e horário.b) 2,0 10–6C e horário.c) 2,0 10–6C e anti-horário.d) 1,6 10–6C e anti-horário.

Gab: C

Questão 07)

Uma partícula carregada com carga elétrica q = 0.06 Coulomb propaga-se com velocidade constante, cujo módulo vale v = 100 m/s. A partícula está num local onde existe um campo magnético uniforme e perpendicular à direção de propagação

da partícula carregada. O módulo do campo magnético é B = 0.8 Tesla. A força magnética (em módulo) sentida pela partícula será:

a) 1,8 N b) 5,8 N c) 3,8 N d) 4,8 N e) 2,8 N

Gab: D

Questão 08)

Cientistas creem ter encontrado o tão esperado “bóson de Higgs” em experimentos de colisão próton-próton com energia inédita de 4 TeV (tera elétron-Volts) no grande colisor de hádrons, LHC. Os prótons, de massa 1,710–27 kg e carga elétrica 1,610–19 C, estão praticamente à velocidade da luz (3108 m/s) e se mantêm em uma trajetória circular graças ao campo magnético de 8 Tesla, perpendicular à trajetória dos prótons.

Com estes dados, a força de deflexão magnética sofrida pelos prótons no LHC é em Newton:

a) 3,810–10

b) 1,310–18

c) 4,110–18

d) 5,110–19

e) 1,910–10

Gab: A

TEXTO: 2 - Comum à questão: 9

Não gostei da reunião de ontem na Casa do Couro. A reunião em si foi excelente, a melhor desde muito tempo. Todo mundo estava inspirado e tinindo, quem quis falar falou o que quis sem medo de desagradar; e quem achou que devia discordar discordou, também sem pensar em consequências. Foi uma reunião civilizada, se posso usar essa palavra que lembra tão comprometedoramente o tempo antigo. Não gostei foi de certas ocorrências marginais que observei durante os trabalhos, e que me deixaram com uma pulga na virilha, como dizemos aqui.

Pensando nesses pequeninos sinais, e juntando-os, estou inclinado a concluir que muito breve não teremos mais reuniões na Casa do Couro. É possível mesmo que a de ontem fique sendo a última, pelo menos por algum tempo, cuja duração não posso ainda precisar. As ocorrências que observei enquanto meus companheiros falavam me levam a concluir que vamos entrar numa fase de retrocessos e rejeições semelhante àquela que precedeu o fim da Era dos Inventos.

Notei, por exemplo, que os anotadores não estavam anotando nada, apenas fingiam escrever, fazendo movimentos fúteis com o carvão. Isso podia significar ou que já estavam com medo de ser responsabilizados pelo que escrevessem, ou que haviam recebido ordem de não registrar o que fosse dito na reunião. Também uns

homens que nunca vi antes na Casa do Couro iam fechando sorrateiramente as janelas e fixando-as com uma substância pastosa que de longe me pareceu ser cola instantânea.

Notei ainda que um grupo de indivíduos estranhos à Casa, espalhados pelo grande salão, contava e anotava os luzeiros, as estátuas, os defumadores, as esteiras, banquetas, todos os utensílios e objetos de decoração, como leiloeiros contratados para organizar um leilão.

Não falei de minha suspeita a ninguém porque ultimamente ando muito cauteloso. Se me perguntarem por que tanta cautela, não saberei responder. Talvez seja faro, sexto sentido. A grande maioria do povo está como que enfeitiçada pelo Umahla, para eles é o Sol no céu e o Umahla na terra, julgam-no incapaz de transgredir qualquer dos Quatrocentos Princípios, baixados por ele mesmo quando tomou as rédeas depois de evaporar o Umahla antigo. Por isso acho melhor fazer de conta que penso como todo mundo, para poder continuar pescando e comendo o bom pacu, que felizmente ainda pula em nossos rios e lagos; o que não me impede de tomar precauções para não ser confundido com os bate-caixas de hoje; e na medida do possível pretendo ir anotando certas coisinhas que talvez interessem ao novo Umahla que há de vir, se eu gostar do jeito dele; mas vou fazer isso devagar, sem afobação nem imprudências, e sem alterar o meu sistema de vida.

Tanto que esta tarde vou pescar com meu irmão Rudêncio. Ele na certa vai me sondar sobre a reunião de ontem, e já armei minhas defesas. Rudêncio é meu irmão, pessoa razoavelmente correta e tudo mais, mas é casado com filha de Caincara e não devo me abrir com ele. Depois que ele casou só temos falado de pescarias, de comida — assunto que o deixa de olhos vidrados —, das festas que ele frequenta (das minhas não falo para não perder tempo ouvindo conselhos).

Vale a pena contar como foi o casamento de Rudêncio. Joanda, hoje mulher dele, estudava plantas curativas e fazia longas expedições pelas matas e campos procurando ervas raras para suas experiências. Um dia ela se separou dos companheiros numa expedição à fronteira das Terras Altas, perdeu-se na mata e não voltou ao acampamento. Os companheiros esperaram, procuraram, desistiram. Dias depois apareceu um caçador dizendo que ela tinha sido raptada por um bando de Aruguas.

O Caincara quis organizar uma expedição de resgate, chegou a reunir mais de cem voluntários, mas o Umahla vetou, e com boa razão. Estávamos empenhados na atração dos Aruguas, e uma expedição de resgate comandada por um Caincara violento estragaria o trabalho já feito. O Umahla preferia negociar.

[...](VEIGA, José J. Os pecados da tribo. 5. ed. Rio de Janeiro:

Bertrand Brasil, 2005, p. 7-9. Adaptado.)

Questão 09)

O fragmento do texto “[...] o fim da Era dos Inventos.” não está de acordo com a atualidade. Hoje, nota-se o desenvolvimento acelerado de novos inventos nas variadas áreas do conhecimento. Os conhecimentos sobre eletromagnetismo são usados em inúmeras invenções. Entre elas, podemos citar o uso da força magnética para mover objetos, como no caso dos trens magnéticos. Considere um bloco de 10,0 kg, inicialmente em repouso, que deve ser acelerado por uma força resultante constante que lhe imponha uma velocidade de 180 km/h em 4 segundos. Uma barra condutora com 2,5 metros de comprimento e 4 cm de diâmetro é percorrida por

uma corrente elétrica de 5 A. Considerando-se que o campo magnético é perpendicular à corrente elétrica que passa pela barra, assinale a alternativa que indica o valor correto do módulo de um campo magnético capaz de gerar, sobre essa barra condutora, uma força magnética de valor igual à resultante usada para acelerar o bloco.

a) 10,0 Tb) 32,0 Tc) 36,0 Td) 78,4 T

Gab: A

Questão 10)

Um fio condutor retilíneo tem comprimento L = 16 metros e transporta uma corrente elétrica contínua, igual a I = 0,5 A, em um local onde existe um campo magnético perpendicular e uniforme, cujo módulo vale B = 0,25 Tesla, conforme indica a figura abaixo. O módulo da força magnética exercida pelo campo magnético sobre o fio será:

a) 0,2 N. b) 20 N. c) 200 N. d) 10 N. e) 2 N.

Gab: E