Lição de casa da aula: Movimento de Partículas Carregadas em Campos Magnéticos Uniformes Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a determinar as forças magnéticas nas partículas carregadas em campos magnéticos uniformes e o movimento produzido por essas forças.

Questão 1

Uma partícula tem uma carga de 160 µC. A partícula entra em uma região contendo um campo magnético uniforme de 420 mT, movendo-se na direção em 𝑥 a 360 m/s e na direção 𝑦 a 250 m/s, como mostrado no diagrama.

Calcule a magnitude da força que atua sobre a partícula no ponto em que entra no campo. Responda para dois números significativos.

  • A0,041 N
  • B13 N
  • C1,2×10 N
  • D0,029 N
  • E0,29 N

Em que ângulo anti-horário da direção positiva 𝑥 no plano 𝑥𝑦 a força atua? Responda para o grau mais próximo.

  • A55
  • B44
  • C34
  • D46
  • E11

Questão 2

Um elétron está viajando a 3‎ ‎250 m/s quando entra em um campo magnético de 1,25 T que é direcionado perpendicularmente à direção do movimento do elétron. Encontre o deslocamento do elétron do ponto em que ele entra no campo magnético até o ponto em que sua velocidade está em ângulo reto com a direção de sua velocidade quando ele entra no campo. Use o valor 1,60×10 C para a carga de elétrons e o valor 9,11×10 kg para a massa de elétrons. Responda para três algarismos significativos.

  • A9,30×10 m
  • B3,27×10 m
  • C2,09×10 m
  • D4,23×10 m
  • E2,32×10 m

Questão 3

Um elétron está viajando a 5‎ ‎700 m/s quando entra em um campo magnético uniforme 3,5 mT que é direcionado perpendicularmente à direção do movimento do elétron. Encontre o raio do caminho do elétron. Use o valor 1,60×10 C para a carga do elétron e o valor 9,11×10 kg para a massa do elétron. Responda para dois algarismos significativos.

  • A1,9×10 m
  • B9,3×10 m
  • C4,6×10 m
  • D9,3×10 m
  • E1,1×10 m

Questão 4

Uma partícula tem uma carga de 325 µC. A partícula entra numa que região contém um campo magnético uniforme de 245 mT, que se move na direção de O𝑥 a 125 m/s, como se mostra no diagrama.

Calcule a intensidade da força que atua na partícula no ponto em que entra no campo.

  • A6,37×10 N
  • B9,95×10 N
  • C0,166 N
  • D9,95×10 N
  • E2,44×10 N

Ao longo de que eixo atua a força?

  • AO eixo O𝑧
  • BO eixo O𝑦
  • CO eixo O𝑥

A força atua no sentido positivo ou negativo do eixo?

  • ANegativo
  • BPositivo

Questão 5

Uma partícula tem uma carga de 120 µC. A partícula entra numa região que contém um campo magnético uniforme de 330 mT, a mover-se na direção de O𝑥 a 170 m/s, como se mostra no diagrama. A direção do campo magnético está a um ângulo 𝜃=75 da direção de O𝑦 no plano O𝑦𝑧.

Calcule a intensidade da força que atua na partícula na direção de O𝑥 no instante em que entra no campo.

Calcule a intensidade da força que atua na partícula na direção de O𝑦 no instante em que entra no campo. Apresente a resposta com quatro casas decimais.

Calcule a intensidade da força que atua na partícula na direção de O𝑧 no instante em que entra no campo. Apresente a resposta com quatro casas decimais.

Questão 6

Uma partícula tem uma carga de 310 µC. A partícula entra numa região que contém um campo magnético uniforme de 620 mT, movendo-se na direção de O𝑥 a 250 m/s e na direção de O𝑧 a 170 m/s, como se mostra no diagrama.

Calcule a intensidade da força que atua na partícula no ponto em que entra no campo. Apresente a resposta com dois algarismos significativos.

Em que ângulo anti-horário do semieixo positivo O𝑥 no plano O𝑥𝑦 a força atua? Apresente a resposta em graus, arredondada às unidades.

Questão 7

Uma partícula com carga zero está a viajar perpendicularmente a um campo magnético uniforme quando, num instante 𝑡, decai numa partícula com carga positiva e numa partícula com carga negativa, ambas com a mesma massa e a mesma intensidade de carga. Cada partícula produto do decaimento é acelerada pelo campo magnético e, portanto, viaja ao longo de uma trajetória circular. A aceleração destas partículas resulta na emissão de radiação eletromagnética, reduzindo a sua energia cinética e o raio das circunferências nas quais se movem. Num instante 𝑡, ambas as partículas estão a mover-se ao longo de trajetórias circulares com metade do raio das circunferências que descreveram as trajetórias que seguiram em 𝑡. Qual é a razão da energia emitida na forma de radiação eletromagnética pela partícula de carga positiva entre 𝑡 e 𝑡 para a energia cinética da partícula original antes de decair?

Questão 8

Uma partícula tem uma carga de 255 µC. A partícula entra em uma região de um campo magnético uniforme de 115 mT, movendo-se na direção 𝑦 a 205 m/s, conforme mostrado no diagrama.

Calcule a magnitude da força que atua sobre a partícula no ponto em que ela entra no campo.

  • A6,01×10 N
  • B2,93×10 N
  • C5,22×10 N
  • D1,30×10 N
  • E0 N

Ao longo de qual eixo a força atua?

  • AEixo 𝑥
  • BEixo 𝑧
  • CEixo 𝑦

A força atua na direção positiva ou negativa do eixo?

  • APositiva
  • BNegativa

Questão 9

Um elétron entra no campo magnético uniforme que existe entre os polos de um ímã permanente, bem na parte inferior da região entre os polos, como mostrado no diagrama. O elétron sai da região do campo magnético viajando na direção oposta àquela em que entrou, emergindo apenas no topo da região. O elétron atravessa todo o comprimento da região perpendicular à direção do campo à medida que viaja por ele. Encontre a velocidade com que o elétron entra no campo. Use o valor 1,6×10 C para a carga do elétron e o valor 9,11×10 kg para a massa do elétron. Responda em notação científica com uma casa decimal.

  • A6,0×10 m/s
  • B3,5×10 m/s
  • C3,5×10 m/s
  • D5,9×10 m/s
  • E6,9×10 m/s

Questão 10

Uma partícula carregada segue um caminho circular através de um campo magnético de 35 µT. A partícula completa 6,8 círculos por segundo. Encontre a razão entre a carga da partícula e a massa da partícula.

  • A1,8×10
  • B0,19×10
  • C1,2×10
  • D0,61×10
  • E2,2×10

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