Exercícios resolvidos de Física - Campo Magnético

Exercícios resolvidos de Física - Campo Magnético

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Prof. Anderson Coser Gaudio Departamento de Física – Centro de Ciências Exatas – Universidade Federal do Espírito Santo http://www.cce.ufes.br/anderson anderson@npd.ufes.br Última atualização: 28/1/206 15:0 H

23 - Campo Magnético

Fundamentos de Física 2 Halliday, Resnick, Walker 4ª Edição, LTC, 1996

Física 2

Resnick, Halliday, Krane 4ª Edição, LTC, 1996

Física 2

Resnick, Halliday, Krane 5ª Edição, LTC, 2003

Cap. 30 - O Campo

Magnético

Cap. 34 - O Campo

Magnético

Cap. 32 - O Campo Magnético

Prof. Anderson (Itacaré, BA - Fev/2006)

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

HALLIDAY, RESNICK, WALKER, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.

FUNDAMENTOS DE FÍSICA 3 CAPÍTULO 30 - O CAMPO MAGNÉTICO

[Início documento]

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Halliday, Resnick, Walker - Física 3 - 4 Ed. - LTC - 1996. Cap. 30 – O Campo Magnético 2

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

RESNICK, HALLIDAY, KRANE, FÍSICA, 4.ED., LTC, RIO DE JANEIRO, 1996.

FÍSICA 3 CAPÍTULO 34 - O CAMPO MAGNÉTICO

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01 02 03 04 05 06 0708 09 10 1 12 13 14 151617 18 19 20 21 2223 24 25 26 27 28 29 30 31 32 3334 35 36 37 383940 41 4243 4 45 4647 48 49 50 5152 5354 5556 57 58 59 60 [Início documento]

07. Um elétron tem velocidade v = 40i + 35j km/s, num campo magnético uniforme. Sabendo-se que Bx = 0, calcule o campo magnético que exerce sobre o elétron uma força F = −4,2i + 4,8j fN.

(Pág. 149)

Solução. A força magnética é dada pela expressão: q=×Fv B

Podemos desenvolver a expressão acima, substituindo-se o valor dado de v e uma expressão genérica para B (lembre-se que Bx = 0):

() yz x z x yqv B v B v B=− +Fi j Como a expressão da força dada no enunciado não possui componente k, temos:

()yzxzqvBvB=−Fij Substituindo-se por valores numéricos:

Comparando-se com o valor dado de F:

Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4 Ed. - LTC - 1996. Cap. 34 – O Campo Magnético 3

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES

Como B só possui componente em z, temos: ()0,75 T=Bk

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10. Um elétron tem uma velocidade inicial de 12,0j + 15,0k km/s e uma aceleração constante de (2,0 × 1012 m/s2)i no interior de uma região onde existem um campo elétrico e um campo

(Pág. 150)

magnético uniformes. Determine o campo elétrico E, sabendo-se que B = 400i μT.

Solução. A força resultante F sobre o elétron é a soma da força elétrica FE com a força magnética FB.

EB em=+=F F a eqq m+× =Ev B a emq =−×EavB

Substituindo-se por valores numéricos:

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12. Um elétron com 1,2 keV está circulando num plano ortogonal a um campo magnético uniforme. O raio da órbita é 24,7 cm. Calcule (a) a velocidade escalar do elétron, (b) o campo magnético, (c) a freqüência de revolução e (d) o período. Solução.

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15. Uma partícula alfa (q = +2e, m = 4,0 u) se move em uma trajetória circular com 4,5 cm de raio, num campo magnético com B = 1,2 T. Calcule (a) sua velocidade escalar, (b) seu período de revolução, (c) sua energia cinética em eV e (d) a diferença de potencial necessária para que a partícula alcance essa energia.

Solução.

(a) A força magnética FB que atua sobre a partícula assume a função da força centrípeta Fc do movimento circular. Logo:

Resnick, Halliday, Krane - Física 3 - 4 Ed. - LTC - 1996. Cap. 34 – O Campo Magnético 4 cBFF=

Problemas Resolvidos de Física Prof. Anderson Coser Gaudio – Depto. Física – UFES erBv

0,1 sTμ≈ (c) A energia cinética da partícula vale:

(d) A diferença de potencial necessária para que a partícula alfa atinja a energia K é dada pela razão entre a energia da partícula, representada por K e a sua carga q:

70 kVVΔ≈

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