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Questões de Concurso sobre Magnetismo
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Em uma impressora de jato de tinta que funciona conforme descrito no texto 6A2-II, uma partícula de massa m = 6,0×10−8 kg e carga 𝑞 de módulo igual a 3,0 μC, penetra em uma região onde há um campo magnético uniforme B com velocidade v de módulo constante e igual a 1,0×102 m/s. A partícula descreve a semicircunferência indicada na figura cujo diâmetro d é igual a 2,0 m, conforme ilustrado na figura a seguir.
Considerando a situação hipotética apresentada, assinale a opção correta acerca do sinal da carga q e da intensidade do campo magnético.
A
A carga q é negativa e a intensidade de B é igual a 2 T.
B
A carga q é negativa e a intensidade de B é igual a 1 T.
C
A carga q é negativa e a intensidade de B é igual a 3 T.
D
A carga q é positiva e a intensidade de B é igual a 2 T.
E
A carga q é positiva e a intensidade de B é igual a 1 T.
A frequência angular w de uma partícula de carga q e massa m em um ciclotron, sob campo magnético B, é independente do raio da órbita e é dada por:
A
qB/m
B
mB/q
C
qB/2m
D
qB2/m
Ano:
2026
No planejamento de uma sequência didática sobre Magnetismo, um professor de Física decide adotar uma abordagem baseada na Natureza da Ciência (NdC) e na Modelagem Científica. Ele inicia a aula discutindo o experimento de Oersted (1820) e a evolução das interpretações sobre a relação entre eletricidade e magnetismo, culminando na formulação do conceito de campo eletromagnético na física clássica. Considerando os aportes da Epistemologia e da Argumentação Científica aplicados ao ensino, assinale a alternativa que descreve corretamente a prática pedagógica em consonância com os pressupostos da Natureza da Ciência, da Modelagem e da Argumentação Científica:
A
A argumentação científica em sala de aula deve ser estimulada, pedindo que os alunos avaliem como as evidências empíricas (como a deflexão da agulha de uma bússola) sustentam ou refutam hipóteses, articulando dados, justificativas e conclusões sobre a unificação dos fenômenos elétricos e magnéticos, e desenvolvendo o pensamento crítico.
B
A epistemologia aplicada ao ensino de Física defende uma visão ingênua do método científico como uma sequência rígida de etapas universais (observação, hipótese e lei), e que o ensino de magnetismo deve seguir estritamente essa sequência para ser considerado científico.
C
O professor deve apresentar o experimento de Oersted como evidência direta e conclusiva sobre a relação entre fenômenos elétricos e magnéticos, demonstrando que a ciência progride através de descobertas puramente empíricas e lineares, independentes de modelos teóricos prévios.
D
Ao utilizar a modelagem, o professor deve enfatizar que as "linhas de campo" são entidades físicas reais e diretamente observáveis na natureza, e não construções mentais ou ferramentas de representação simplificadas para explicar fenômenos magnéticos.
E
No contexto histórico, o foco deve ser a biografia dos "gênios isolados" como Ampère e Faraday, reforçando a ideia de que o conhecimento científico é fruto exclusivo do talento individual, sem influência do contexto social ou tecnológico da época.
A razão giromagnética experimental em materiais ferromagnéticos, como o ferro, é aproximadamente o dobro do valor clássico esperado para o movimento orbital, o que é explicado pela existência do:
A
spin do elétron
B
domínio magnético
C
momento de dipolo elétrico
D
movimento browniano
Uma partícula carregada eletricamente se desloca com velocidade constante, numa trajetória horizontal e perpendicular a um espelho plano fixo. O conjunto partícula-espelho encontra-se em uma região na qual atuam, simultaneamente, dois campos uniformes perpendiculares entre si, um elétrico e outro magnético, cujas intensidades são 4,0 N/C e 2,0∙10-1 T. À medida que a partícula se aproxima do espelho, desprezando a ação gravitacional e a resistência do ar, a imagem também se aproxima do espelho com uma velocidade, em m/s, de
A
10
B
20
C
40
D
80
Uma expedição científica parte do Equador Geográfico em direção ao Polo Norte Geográfico da Terra. Durante o trajeto, os cientistas utilizam uma bússola de alta precisão e um sensor de inclinação magnética. Quanto ao comportamento da agulha magnética e às propriedades do campo terrestre, assinale a alternativa correta.
A
Conforme a expedição se aproxima do Polo Norte Geográfico, a extremidade norte da agulha da bússola apontará diretamente para o solo (perpendicular à superfície), pois o Polo Norte Geográfico e o Polo Norte Magnético ocupam exatamente a mesma coordenada geográfica.
B
O Polo Norte Geográfico da Terra corresponde, aproximadamente, a um Polo Sul Magnético do ponto de vista da física, o que explica por que a extremidade norte da agulha da bússola (um dipolo magnético) é atraída por ele.
C
A “declinação magnética” é o ângulo de inclinação da agulha em relação ao plano horizontal da Terra, sendo nula nos polos e máxima (90°) na linha do equador magnético.
D
Se a expedição utilizar uma bússola comum, que só gira no plano horizontal, ela se tornará cada vez mais precisa e estável à medida que se aproxima do eixo de rotação da Terra, devido ao aumento da intensidade da componente horizontal do campo magnético.
E
O campo magnético terrestre é estático e imutável ao longo dos séculos, sendo gerado pela presença de um gigantesco ímã de ferro sólido localizado no núcleo interno da Terra, conhecido como efeito “Ferro-Permanente”.
Um equipamento moderno de Ressonância Magnética (RM) utiliza um ímã supercondutor que gera um campo magnético estático praticamente uniforme de módulo B0 = 7,0 T ao longo do eixo do túnel do aparelho. Próximo à boca do túnel existem gradientes de campo não desprezíveis, responsáveis por forças sobre objetos magnéticos.
Considere três pequenos corpos de mesmo volume, inicialmente em repouso, próximos à entrada do túnel da RM:
I- Um bloco de grafite (material diamagnético).
II- Um frasco contendo solução de gadolínio (material paramagnético).
III- Uma chave de aço (material ferromagnético).
Com base nessas informações, descreve corretamente o comportamento desses três corpos, quando soltos próximos à boca do túnel da RM, com o aparelho ligado, a afirmação de que
A
os três corpos são atraídos fortemente para o interior do túnel, pois qualquer material em presença de um campo intenso tende a alinhar-se com o campo, independentemente do sinal de sua susceptibilidade magnética χ.
B
o bloco de grafite é fortemente repelido, o frasco com gadolínio é levemente atraído e a chave de aço é levemente atraída, pois a força depende apenas do módulo da susceptibilidade magnética χ.
C
o bloco de grafite sofre uma força fraca de repulsão, o frasco com gadolínio sofre uma força fraca de atração e a chave de aço sofre uma força muito intensa dirigida para a região de campo mais forte.
D
apenas a chave de aço sofre força apreciável, pois campos estáticos, mesmo muito intensos, não interagem com materiais diamagnéticos nem paramagnéticos.
E
todos os materiais são igualmente perigosos em uma sala de RM de 7,0 T, pois a força magnética depende apenas da densidade magnética u ∝ B20.
O magnetismo exerce um fascínio quase imediato: ímãs que “grudam” objetos de metal e limalhas de ferro que se organizam em formas delicadas, mostram a ação de forças invisíveis, que atuam à distância. Nas aulas de Ciências, essas simples observações podem ser utilizadas para estimular a investigação, a formulação de hipóteses e o pensamento científico. Além disso, ao relacionar o magnetismo a situações do cotidiano — como o funcionamento de bússolas, motores e alto-falantes — o aluno consegue contextualizar o conteúdo, compreendendo sua importância.
Em relação aos conceitos abordados durante o estudo do magnetismo, é correto afirmar que
A
a agulha imantada de uma bússola aponta sempre para o polo norte magnético da Terra.
B
um eletroímã é um ímã temporário que utiliza um campo magnético para gerar corrente elétrica.
C
todos os metais podem ser atraídos por ímãs, desde que tenham sofrido o processo de imantação.
D
motores elétricos utilizam a interação entre magnetismo e corrente elétrica para gerar movimento.
E
o polo leste da agulha imantada de uma bússola indica sempre o polo oeste geográfico terrestre.
Conforme o protocolo TRS-398, durante a calibração de um feixe de fótons de 6 MV com câmara de ionização em água, qual é a razão principal para aplicar o fator de correção kQ e como ele é determinado, respectivamente?
A
Corrigir a densidade do ar na câmara – pela leitura direta.
B
Corrigir a dependência angular – experimentalmente.
C
Corrigir a dependência de energia da câmara – por tabela para cada tipo de câmara.
D
Corrigir o efeito de polarização – a partir do fator de recombinação.
E
Corrigir o desvio do feixe devido ao campo magnético – por simulação Monte Carlo.
Um acelerador de partículas do tipo cíclotron é usado para acelerar prótons. O raio máximo do cíclotron limita a energia máxima que as partículas podem atingir. Considere um cíclotron com campo magnético de 2,0 T e raio máximo de 0,5 m, que acelera prótons de carga 1,6 x 10–19 C e massa 1,7 x 10–27 kg.
Nessas condições, a energia cinética com que emergem os prótons é igual a, aproximadamente,
A
9,4 x 10–7 J.
B
1,5 x 10–11 J.
C
2,5 x 10–38 J.
D
4,3 x 10–12 J.
E
7,5 x 10–12 J
Sabe-se que o magnetismo não é nada novo, uma vez que desde o século VII a. C. já eram utilizados seus conceitos, como são apontados em textos gregos sobre a existência de propriedade de corpos presentes numa região denominada “Magnésia” e daí surgiu o nome da propriedade de atração e repulsão de determinados corpos. No século XVI, Willian Gilbert (1544–1603) concluiu que:
A
Existia a atração do ímã natural, a magnetita, com o ferro.
B
A terra era magnética e por esse motivo que as bússolas sempre apontavam para o sentido norte.
C
O ampère atraía correntes elétricas nos ímãs.
D
O estudo sobre indução eletromagnética.
E
Os estudos sobre a lei dos polos inversos de atração e repulsão entre as cargas elétricas.
A respeito do magnetismo, está incorreto afirmar:
A
O magnetismo é área da Física que explica fenômenos magnéticos e consegue aperfeiçoar e criar diversos dispositivos tecnológicos.
B
A Terra possui um polo norte magnético e um polo sul magnético.
C
Os ímãs possuem polos norte e sul, que podem ser separados.
D
As linhas de força dos ímãs saem do polo norte em direção ao polo sul.
E
Polos de mesma nomenclatura são repelidos, enquanto polos de diferentes nomenclaturas são atraídos.
Ano:
2025
Os ímãs possuem dois polos distintos — o polo norte e o polo sul — que interagem entre si por meio de forças de atração ou repulsão. Essa interação dá origem a um campo magnético, capaz de influenciar materiais ao seu redor. Devido a essa propriedade, os ímãs são amplamente utilizados em diversos contextos, como em eletrodomésticos, equipamentos eletrônicos, meios de transporte, ferramentas industriais e em aplicações na área da medicina. A figura a seguir ilustra diferentes situações envolvendo os imãs.
SERWAY, Raymond A.; JEWETT, John W. Princípios de física: vol. 3: eletromagnetismo. 2004. Adaptado.
Considerando as situações identificadas pelas letras de a a j representadas na figura, é correto afirmar que
A
nas situações a, b, c e d o ímã e a barra de ferro se atraem.
B
nas situações e e f há repulsão entre os polos dos ímãs.
C
nas situações g e h os polos dos ímãs se atraem.
D
nas situações i e j os polos dos ímãs se repelem.
E
nas situações a e c a barra de ferro e o ímã se repelem.
A Lei de Gauss para o magnetismo é uma das equações de Maxwell e descreve uma característica fundamental dos campos magnéticos. A esse respeito, assinale a alternativa correta.
A
O fluxo magnético através de qualquer superfície fechada é sempre proporcional à carga elétrica contida nela.
B
O campo magnético pode ter fontes isoladas chamadas monopolos magnéticos.
C
O fluxo magnético através de qualquer superfície fechada é sempre nulo, indicando que não existem monopolos magnéticos.
D
Apenas cargas em movimento podem gerar um campo magnético, mas a Lei de Gauss não diz nada sobre isso.
Leia o texto a seguir:
Um experimento realizado na Unicamp utilizou seis pequenos e potentes eletroímãs distribuídos ao redor de um tubo contendo mosto de cana-de-açúcar e leveduras Saccharomyces cerevisiae para processar a fermentação. O tempo de fermentação foi reduzido de 15 horas no método tradicional para 12 horas com o uso desses eletroímãs, resultando em aumento de produção de etanol de até 17%. Os pesquisadores sugerem que o campo magnético alterou o metabolismo das leveduras ao influenciar o potencial da membrana celular, aumentando sua permeabilidade e facilitando o transporte de nutrientes para o interior da célula.
(Dinorah Ereno. Disponível em: https://revistapesquisa.fapesp.br/a-forca-do-magnetismo/. Adaptado)
Em relação aos campos magnéticos, é correto afirmar:
A
o vetor campo magnético é tangente às linhas de campo em cada ponto do espaço, indicando a direção e o sentido do campo magnético nesse ponto.
B
linhas de campo magnético partem do polo sul e chegam ao polo norte, sempre se mantendo paralelas.
C
o campo magnético em torno de um fio percorrido por corrente elétrica tem a mesma intensidade em qualquer ponto do espaço.
D
cargas elétricas em movimento retilíneo e uniforme, de direção paralela às linhas de campo de um campo magnético, sofrem ação de forças devidas a esse campo.
E
quanto maior a distância entre as linhas de campo magnético em dada região, maior é a intensidade desse campo magnético nessa região.
Para que as cargas sejam aceleradas na direção da região de campo magnético, o potencial elétrico V1 deve ser maior que o potencial elétrico V2.
C
Certo
E
Errado
Analise as afirmativas abaixo sobre magnetismo abaixo.
1. No planeta Terra o polo norte magnético se encontra no polo sul geográfico e o polo sul magnético se encontra no polo norte geográfico.
2. Em um ímã, as linhas de indução partem do polo sul magnético e chegam no polo norte magnético.
3. As linhas de indução de um campo magnético são mais densas nas áreas próximas aos polos do ímã, onde a intensidade do campo magnético é maior.
Assinale a alternativa que indica todas as afirmativas corretas.
A
É correta apenas a afirmativa 2.
B
É correta apenas a afirmativa 3.
C
São corretas apenas as afirmativas 1 e 3.
D
São corretas apenas as afirmativas 2 e 3.
E
São corretas as afirmativas 1, 2 e 3.
Em um laboratório de pesquisa em Recife, estudantes de Física investigam a composição isotópica de um material usando um espectrômetro de massa. Nesse dispositivo, um feixe de íons, inicialmente, atravessa um filtro de velocidades, formado por campos elétrico 𝐸 magnético 𝐵, perpendiculares entre si e ao feixe. Apenas as partículas com velocidade adequada atravessam sem desvio. Em seguida, os íons entram em uma região onde atua apenas um campo magnético uniforme 𝐵′, também perpendicular à velocidade dos íons, que faz com que eles descrevam trajetórias circulares. O raio da trajetória circular que os íons descrevem, nessa região, é proporcional a
A
𝐸/𝐵𝐵'
B
𝐵/𝐸𝐵'
C
𝐵𝐵'/𝐸
D
𝐸𝐵'/𝐵'
E
𝐸𝐸'/𝐵
Um feixe de elétrons monoenergético de 15 MeV atravessa uma fina folha de chumbo. Qual o principal mecanismo de perda de energia para esses elétrons no chumbo.
A
Interações nucleares (espalhamento elástico)
B
Efeito Compton
C
Radiação de frenagem (Bremsstrahlung)
D
Excitação e ionização dos elétrons atômicos
Ano:
2025
As auroras polares são fenômenos luminosos que ocorrem nas regiões próximas aos polos da Terra, resultantes da interação entre partículas carregadas do vento solar e o campo magnético terrestre. Ao penetrarem na magnetosfera, essas partículas (principalmente elétrons e prótons) são desviadas pelas linhas de campo e canalizadas para regiões próximas aos polos, onde colidem com moléculas da alta atmosfera, produzindo emissão de luz. Considere um próton do vento solar com velocidade de 400 km/s que fica sob a influência do campo magnético terrestre de 100 nT (nanotesla), de modo que o ângulo entre a direção da velocidade e do campo é igual a 30°. Assinale a alternativa correta que fornece o módulo da força magnética sobre o próton e o raio da trajetória circular instantânea: (Dados: carga do elétron e = 1,6 × 10-19 C , massa do próton mp = 1,67 × 10-27 kg e sen 30° = 1/2 )
A
F = 3,2 × 10-21 N e r = 20,9 km.
B
F = 3,9 × 10-18 N e r = 250,5 km.
C
F = 1,6 × 10-15 N e r = 250,5 km.
D
F = 1,6 × 10-15 N e r = 18,7 km.
E
F = 3,2 × 10-21 N e r = 42,5 km.
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