Física 3 - Poli - Lista Extra 6

Física para Engenharia III - 4323203\nExercícios extras 6\n\nCalcule a frequência angular de rotação do elétron no campo magnético da Terra numa região em que possa ser tratado como uniforme e de intensidade 0,5 gauss. Para um elétron de energia cinética 1 keV, típica daquela encontrada na aurora boreal, calcule o raio de curvatura nesse campo.\n\nSuponhamos que você possua um equipamento que produz um campo elétrico E = 2 kV/m e um outro que produz um campo magnético B = 0,3 T. Você quer construir um seletor de velocidades para separar elétrons com velocidade v = 20 km/s. (a) Desenhe os campos E, B e o mostrando as orientações desses vetores. (b) Quais são o máximo e mínimo valores v e que podem ser selecionados?\n\n3. Uma espira de corrente consistente em um segmento semicircular de raio R e um segmento reto de comprimento 2R é percorrida por uma corrente I. (a) Há um campo magnético uniforme B = Bk saindo da página. (b) Determine a força magnética sobre o segmento de reta. (c) Determine a força resultante.\n\n4. Uma espira na forma de um triângulo equilátero de lado a transporta uma corrente I como mostra a figura. Um campo magnético uniforme B = Bk está presente. (a) Determine a força em cada um dos lados do triângulo. (b) Calcule diretamente a partir das forças o torque τ que atua sobre a espira. (c) Calcule o momento magnético μ da espira e o torque a partir dele.\n\n5. Uma bobina, formada por N espiras numa forma retangular compacta de lados a e b, é percorrida por uma corrente I, podendo girar em torno de um eixo que passa por um dos lados de comprimento a. Aplica-se um campo magnético uniforme B = Bk fazendo um ângulo θ com a espira. (a) Determine as forças F1 e F2 que agem sobre os lados identificados por 1 e 2 na figura. (b) Determine o momento magnético μ da bobina. (c) Determine o torque τ que age sobre a espira. 6. Uma espira na forma de um triângulo retângulo de catetos a e b na qual circula uma corrente I está sujeita a um campo magnético uniforme B = -Bĵ. (a) Que força atua sobre cada um dos lados do triângulo? Qual é a força resultante? (b) Calcule diretamente a partir das forças o torque τ que atua sobre a espira. (c) Calcule o momento de dipolo magnético μ da espira e o torque a partir dele.\n\nRespostas\n\n1. (a) ω = 8,8 MHz. (b) r = 2,1 m.\n\n y\n E\n \nv\n \n z\n \nb\n \n x\n\n2. (a) θ ≈ 19,47°.\n (b) v_min = 6,67 km/s;\nv_max = c.\n\n3. (a) F_eta = -2RBI_j.\n(b) F_reco = 2RBI_j.\n(c) F_res = F_eta + F_reco = 0.\n\n4. (a) F_1 = I B sen θk. F_2 = NI a B i. F_3 = -I a B i/2. (b) μ = N I a b cos θk.\n\n5. (a) F_1 = 0, F_2 = -I b B k, F_3 = I b B k.\n (b) τ = -I ab Bi/2. (c) μ = I ab k/2.