Questões de Física - Eletromagnetismo - Fontes de Campos Magnético

Uma bússola utiliza uma agulha imantada para indicar a direção do campo magnético da Terra. O pesquisador Hans. C. Oersted percebeu que a agulha da bússola se desvia quando ela está próxima de um fio condutor que transporta corrente elétrica.

 

A afirmativa que está CORRETA sobre os fenômenos físicos envolvidos nessa observação é:

O estudo do magnetismo remonta à Antiguidade. Segundo relatos lendários, um lavrador chamado Magnes, da região da Magnésia, teria notado que a ponta de seu cajado de ferro e as ferraduras de seus bois ficaram “presas” a certas pedras do solo. Essas pedras continham magnetita, um minério natural de ferro que exibe propriedades magnéticas. Esse fenômeno chamou tanto a atenção que a própria palavra “magnetismo” deriva dessa região. Desde então, o ser humano passou a investigar os efeitos misteriosos dessa força invisível, culminando no desenvolvimento do eletromagnetismo moderno.

 

Durante uma aula sobre esses fenômenos, uma professora propôs um desafio conceitual aos seus alunos: compreender o comportamento do campo magnético tanto em aplicações tecnológicas quanto nos fenômenos naturais, como o magnetismo terrestre.

 

Com base nos conceitos físicos e nos conhecimentos relacionados ao magnetismo, analise as afirmações.

 

I.   O vetor campo magnético em um ponto sempre tangencia as linhas de campo magnético naquele ponto, e sua direção indica o alinhamento de uma bússola ali posicionada.

II.  O campo magnético criado por um fio retilíneo, percorrido por corrente elétrica, forma linhas concêntricas ao redor do fio, e sua direção pode ser determinada pela regra da mão esquerda.

III. Substâncias ferromagnéticas, como o cobalto, são fortemente atraídas por ímãs naturais, como a magnetita.

IV. No interior de um solenoide longo, percorrido por corrente contínua, o campo magnético é praticamente uniforme e paralelo ao eixo do solenoide, com intensidade proporcional ao número de espiras por unidade de comprimento.

V. O polo norte geográfico da Terra coincide com seu polo norte magnético, pois é para lá que a extremidade norte da agulha da bússola aponta.

 

Assinale a alternativa que contém apenas as afirmativas VERDADEIRAS.

Um solenoide compreende 20.000 espiras por metro.

 

Sendo µ₀ = 4π × 10^-7 T × m/A, calcule a intensidade do vetor indução magnética originado na região central pela passagem da corrente i = 0,5 A.

Leia o Texto para responder à questão.

 

TEXTO

 

NÚCLEO DA TERRA DESACELERA E PODE AFETAR MAR, CLIMA E DURAÇÃO DOS DIAS

Pesquisa da Universidade de Pequim mostra que a velocidade do eixo terrestre vem se igualando à do próprio planeta desde 2009

 

[1]    Estudo da Universidade de Pequim, desenvolvido pelos cientistas Yi Yang e Xiaodong Song, sismólogos da 
instituição, mostra que o núcleo da Terra vem desacelerando e igualou sua velocidade à do planeta Terra. O 
artigo que resume a pesquisa foi publicado na revista Nature Geoscience e surpreendeu os próprios envolvidos 
que estudam o fenômeno desde o ano de 1995. 
[5]    Na prática, a redução da velocidade do núcleo interno da Terra altera o funcionamento do planeta 
influenciando a duração dos dias, o mar e o clima. A constatação é que a velocidade foi reduzida em 2009 
quando se igualou, o que alterou os campos gravitacionais e magnéticos da terra. O tempo de um dia, por 
exemplo, tem uma relação direta com a rotação da Terra em torno de seu próprio eixo. 
    Ao El País, Xiaodong Song explicou que, nos últimos anos, os dias estão mais curtos e isso pode sim ter 
[10] relação com essa mudança. “Com a alteração no campo gravitacional podem ocorrer deformações na superfície 
do planeta o que impacta diretamente no nível do mar.” 

Disponível em: https://forbes.com.br/forbes-tech/2023/01/nucleo-da-terra-desacelera-e-pode-afetar-duracao-dos-dias-mar-e-clima/. Acesso em: 20 maio 2023. (Adaptado)

No seguinte excerto: “A constatação é que a velocidade foi reduzida em 2009 quando se igualou, o que alterou os campos gravitacionais e magnéticos da Terra. O tempo de um dia, por exemplo, tem uma relação direta com a rotação da Terra em torno de seu próprio eixo. Ao El País, Xiaodong Song explicou que, nos últimos anos, os dias estão mais curtos e isso pode, sim, ter relação com essa mudança (...)”. (linhas 6 a 10)

 

As palavras destacadas referem-se, respectivamente, às expressões:

O fogão por indução funciona a partir do surgimento de uma corrente elétrica induzida no fundo da panela, com consequente transformação de energia elétrica em calor por efeito Joule. A principal vantagem desses fogões é a eficiência energética, que é substancialmente maior que a dos fogões convencionais.

A corrente elétrica mencionada é induzida por

    Países independentes precisam ter laboratórios nacionais do tipo Sirius, localizado em Campinas, cuja essência da produção de radiação, em um amplo espectro eletromagnético, está associada ao processo de acelerar elétrons até atingirem valores de velocidades relativísticas. Isso se obtém graças a ação de campos elétricos e magnéticos sobre os elétrons, em alto vácuo, fazendo que as suas trajetórias sofram curvaturas.

    Para exemplificar esse processo, a figura a seguir mostra a situação em que elétrons de uma fonte termiônica sob a ação de um potencial ε = 400 V atingem uma velocidade constante v e entram em uma região de campo magnético B, homogêneo, cuja direção é perpendicular ao plano xOy. Sob a ação do campo B, os elétrons percorrem uma trajetória de um quarto de círculo, deslocando-se a uma distância s = 5 cm na direção do eixo-y, sentido positivo.

Tendo como referência essas informações e considerando a razão carga-massa do elétron e/m = 1,75 × 10¹¹ C/Kg, julgue o item que se segue.

Nessa situação, como o campo magnético B tem direção perpendicular ao plano xOy, de acordo com ao regra da mão direita, ele aponta no sentido positivo.