Questões de Campo e Força Magnética (Física)

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Otto Stern e Walther Gerlach, em 1922, realizaram um experimento que marcaria o avanço da física quântica ao demonstrar a quantização de certas propriedades das partículas subatômicas. No experimento, um feixe de átomos de prata foi direcionado através de um campo magnético não uniforme, revelando a separação do feixe. Esse resultado foi uma evidência direta da quantização do número quântico ___, associado ao(à) __________________________. Além disso, o experimento Stern-Gerlach contribuiu para o entendimento de que partículas subatômicas possuem propriedades quânticas não representadas pela física clássica, como o ______________, que está relacionado à interação magnética com o campo aplicado.

Assinale a alternativa que preenche, correta e respectivamente, as lacunas do trecho acima.

  • A l – nível de energia ou camada em que o elétron está localizado – momento magnético orbital
  • B l – subnível ou orbital em que o elétron está localizado – momento angular orbital
  • C ml – orientação espacial específica do orbital – momento magnético orbital
  • D ml – orientação espacial específica do orbital – spin 
  • E ms – sentido de rotação intrínseco do elétron em torno de seu próprio eixo – spin

Uma casca cilíndrica de raio interno Ri = 0,8 cm e raio externo Re = 5 cm, infinitamente longa, é percorrida por uma corrente elétrica ao longo de seu comprimento, com densidade de corrente cujo módulo é dado por J = 1 / 3r² 3√r , onde r é a distância radial a partir do centro do cilindro, válida para Ri ≤ r ≤ Re . Qual é, aproximadamente, o módulo do campo magnético H gerado pela casca cilíndrica a uma distância r = 2,7 cm do seu centro?

  • A 61,7 A/m.
  • B 61,7/π A/m.
  • C 1,2 × 102 A/m.
  • D 1,2 × 104/π A/m.
  • E 61,7 × 10−2 A/m.

Com o intuito de evitar o contato entre fios da rede elétrica, é comum visualizarmos espaçadores entre eles, ao longo do trecho entre os postes. Um dos motivos que justificam a necessidade de fixação de distância entre os fios é o fato de que a corrente elétrica, que percorre os cabos, gera campo magnético e, consequentemente, forças de atração ou repulsão entre eles.
Em um trecho de 50cm de uma fiação elétrica, dois fios retilíneos, fio 1 e fio 2, encontram-se paralelos. Os cabos são percorridos por correntes elétricas no mesmo sentido, i1= 20 A e i2=10 A, respectivamente. Considere a permeabilidade magnética  μO  = 4π 10-7 T. m/A  e despreze a espessura do fio.

Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas

Qual das opções abaixo representa corretamente o módulo, a direção e o sentido da força magnética, no plano da página, sobre o fio 2?

  • A 0,4N; Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas
  • B 0,03N; Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas
  • C 0,004N; Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas
  • D 0,02N; Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas

Considere dois fios muito longos e paralelos entre si. O fio A possui uma densidade de carga elétrica uniforme e positiva e não transporta corrente. Já o fio B é neutro e transporta uma corrente elétrica j , conforme ilustrado abaixo.

Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas


Enquanto aproximamos o fio A do fio B, a força que o fio B exerce sobre o fio A é

  • A de mesma direção da corrente j mas de sentido oposto.
  • B atrativa, isto é, na direção do fio B.
  • C repulsiva, isto é, na direção oposta ao fio B.
  • D para fora do plano da folha.

Duas cargas 1 e 2 de mesmo sinal, a primeira com velocidade Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas e a segunda com velocidade 2. Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas penetram perpendicularmente em uma região onde há um campo magnético uniforme Imagem relacionada à questão do Questões Estratégicas   
Ao penetrar no campo, as cargas passam a se deslocar em trajetórias circulares com movimentos uniformes. A primeira com período T1 e a segunda com período T2.
A razão T2/T1 é

  • A 1/4.
  • B 1/2.
  • C 1.
  • D 2.
  • E 4.