Puc uma partícula carregada penetra num campo de indução magnética b com velocidade v

Questão 1

(FGV) Uma partícula dotada de massa e eletrizada negativamente é lançada, com velocidade inicial vo, para o interior de uma região A onde impera um campo elétrico uniforme. A partícula segue a trajetória retilínea paralela ao plano da folha, mostrada na figura. Logo após atravessar a região A, a partícula ingressa na região B, com velocidade v>vo, onde há um campo magnético uniforme, orientado perpendicularmente ao plano da folha, apontando para fora dela.

É correto afirmar que a orientação do campo elétrico em A é paralela ao plano da folha no

a) mesmo sentido de vo; em B, a partícula segue a trajetória circular I de raio R.

b) sentido oposto ao de vo; em B, a partícula segue a trajetória circular I de raio R.

c) sentido oposto ao de vo; em B, a partícula segue a trajetória circular IV de raio R.

d) sentido oposto ao de vo; em B, a partícula segue a trajetória parabólica II.

e) mesmo sentido de vo; em B, a partícula segue a trajetória parabólica III.

Questão 2

(UEPG)Uma partícula de carga elétrica q e massa m realiza um movimento circular uniforme, de raio R, sob a ação de um campo de indução magnética uniforme B. Sobre o assunto, assinale o que for correto.

01. A velocidade angular da partícula é q B/m.

02. A aceleração da partícula é nula.

04. A energia cinética da partícula é (q B R)2/2m.

08. O trabalho realizado pela força magnética sobre a partícula é 2π R q v B.

16. O período do movimento é 2π m/q B.

Questão 3

Uma partícula carregada entrou em uma região de campo magnético B com uma velocidade igual a 0,6 c e descreveu um raio de trajetória circular R. Sabendo que o produto do raio da trajetória da partícula e o valor do campo magnético é 10 - 3, determine a relação carga e massa da partícula em C/kg.

Dado: c = 3,0 x 108 m/s

a) 1,8 x 1011

b) 1,8 x 10 12

c) 1,8 x 10 13

d) 1,8 x 10 14

e) 1,8 x 10 15

Questão 4

A respeito do movimento circular executado por uma partícula em uma região de campo magnético, marque a alternativa incorreta.

a) O raio da trajetória circular da partícula é inversamente proporcional ao campo magnético externo.

b) Quanto maior a massa da partícula, menor será a sua velocidade angular.

c) A frequência do movimento circular de uma partícula em uma região de campo magnético não depende da massa da partícula, mas somente de sua carga e do campo magnético externo.

d) O raio da trajetória circular da partícula é inversamente proporcional ao valor de sua carga elétrica.

e) Todas as alternativas estão erradas.

Respostas

Resposta Questão 1

LETRA “B”

O elétron deve movimentar-se para a região positiva do campo elétrico. Como ele faz um movimento ascendente, podemos concluir que a região superior é positiva e a inferior é negativa. Como o campo elétrico é orientado da região positiva para a região negativa, ele possuirá sentido oposto ao da velocidade v0. Ao penetrar na região de campo magnético, a regra da mão direita (polegar = força magnética; indicador = velocidade; dedo médio = campo magnético) nos mostra que o elétron seguirá uma trajetória circular para a esquerda, marcada pelo ponto I.

Resposta Questão 2

SOMA “21”

01: CORRETA, pois essa é a definição da velocidade angular de uma partícula em uma região de campo magnético.

02: FALSA: Existe aceleração centrípeta.

04: CORRETA, pois essa é a definição da energia cinética de uma partícula em uma região de campo magnético.

08: FALSA: O trabalho da força magnética é nulo porque o ângulo entre a força magnética e a direção do movimento da partícula é 90°.

16: CORRETA: Essa é a definição do período de uma partícula.

SOMATÓRIO: 16 + 5 + 1 = 21

Resposta Questão 3

LETRA “A”

Partindo da definição do raio da trajetória circular de uma partícula, temos:

R = (m.c) ÷ (q.B)

q/m = c ÷ (R.B)

q/m = (0,6 x 3,0 .108) ÷ (10 – 3)

q/m = (1,8 . 108) ÷ (10 – 3)

q/m = 1,8 . 1011

Resposta Questão 4

LETRA “C”

A frequência do movimento circular de uma partícula em uma região de campo magnético é inversamente proporcional à massa da partícula.

Uma partícula eletricamente carregada com carga de 5,0 μC adentra uma região de campo magnético com velocidade de 2,0.106 m/s. O ângulo formado entre a velocidade da partícula e o campo magnético, de intensidade igual a 2,0 T, é de 90º. Calcule o módulo da força magnética que atua sobre a partícula.

a) 15,0 N

b) 20,0 N

c) 18,0 N

d) 2,0 N

e) 12,0 N

Uma partícula de massa igual a 1,0 g, eletricamente carregada com 2,0 mC, adentra perpendicularmente e com velocidade de 10² m/s uma região de campo magnético uniforme de módulo igual a 0,5 T. O raio da trajetória dessa partícula, em metros, é de:

a) 100,0 m

b) 50,0 m

c) 200,0 m

d) 25,0 m

e) 12,5 m

Uma partícula de massa igual a 1,5 g e com carga de 0,001 C adentra perpendicularmente uma região de campo magnético constante e igual a 0,5 T. O período do movimento dessa partícula é igual a:

a) π s

b) 6π s

c) 3π s

d) π/2 s

Em relação ao movimento de cargas elétricas em regiões de campo magnético uniforme, analise as alternativas a seguir:

I – Quando uma partícula eletricamente carregada adentra perpendicularmente uma região de campo magnético uniforme, ela passa a descrever um movimento circular uniforme.

II – A força magnética sobre as cargas elétricas que se movem em campos magnéticos uniformes é uma força centrípeta.

II – Se o ângulo formado entre o vetor velocidade da carga e o vetor de campo magnético for igual a 0º ou 180º, a força magnética será nula.

São verdadeiras:

a) somente I

b) I e II

c) I, II e III

d) II e III

e) somente III

Letra B

Para calcular o módulo da força magnética, utilizamos a seguinte equação:

Tomando os dados fornecidos pelo exercício, temos que a força magnética é igual a:

No cálculo acima, utilizamos o ângulo de 90º, já que a velocidade e o campo magnético são perpendiculares entre si, resultando em uma força magnética igual a 20,0 N.

Letra C

Podemos calcular o raio da trajetória de uma partícula que se move em uma região de campo magnético uniforme por meio da seguinte equação:

De acordo com os dados fornecidos pelo texto, podemos fazer a seguinte operação:

No cálculo desenvolvido acima, utilizamos a massa da partícula em kg (1,0 g = 1,0.10-3 kg), resultando em:

Letra B

Podemos calcular o período do movimento de uma partícula carregada em uma região de campo magnético por meio da seguinte equação:

Vamos usar os dados fornecidos pelo enunciado do exercício para calcular o período do movimento:

No cálculo acima, usamos a massa da partícula em quilogramas e sua carga em milicoulombs, resultando em um período de 6 π segundos.

Letra C

Todas as afirmações são verdadeiras.