Um filtro de velocidades é um dispositivo que utiliza campos elétrico e magnético, uniformes e perpendiculares entre si, para selecionar partículas carregadas com uma determinada velocidade. Considere o esquema apresentado na figura ao lado, em que o vetor campo magnético sai perpendicularmente à folha do papel, enquanto o vetor campo elétrico está contido no plano da folha, apontando de baixo para cima. Um feixe de elétrons é injetado no dispositivo. Somente as partículas com uma determinada velocidade sairão na abertura oposta, sem sofrer desvio, enquanto as demais serão desviadas e colidirão com as paredes internas do aparelho. Considere o módulo do campo elétrico E = 5.000 N/C e o módulo do campo magnético B = 0,02 T.

Assinale a alternativa correta para o módulo da velocidade v das partículas selecionadas pelo dispositivo, em m/s.

Em uma demonstração, um ímã de neodímio é colocado dentro de um cilindro plástico. Desconsiderando a resistência do ar, nota-se que a queda do ímã se dá de acordo com a influência da gravidade, perfazendo um movimento retilíneo uniformemente variado. Repetindo-se o experimento e substituindo-se o cilindro plástico por um cilindro de cobre, percebe-se que o ímã agora cai lentamente. Esse fenômeno pode ser explicado pela eletrodinâmica, uma vez que o campo magnético produzido pelo ímã caindo produz correntes elétricas no cobre e, por sua vez, essas correntes elétricas geram campos magnéticos opostos ao campo original.

Essa diferença no comportamento do ímã em cada um dos tubos é explicada pelas leis

Considere os seguintes casos envolvendo cargas elétricas:

CASO 1: Uma carga elétrica Q em repouso.
CASO 2: Uma corrente elétrica  percorrendo um fio de cobre.

Assinale a opção que contém o caso no qual (ou os casos nos quais) há produção de campo magnético.

Fluidos magneto-reológicos são fluidos que apresentam uma alteração reversível em suas propriedades reológicas, viscosidade, elasticidade e plasticidade, quando expostos a um campo magnético. Esses fluidos consistem em um óleo que possui micropartículas magnetizáveis em suspensão e estão sendo utilizados em amortecedores automotivos. Como os glóbulos vermelhos contêm ferro, a técnica magneto- -reológica também tem sido utilizada em pesquisas que objetivam reduzir a viscosidade do sangue humano. A resposta magneto-reológica resulta da interação entre as partículas ferromagnéticas suspensas no fluido com um campo magnético externo.

Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a equação que expressa a força magnética.

   O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de campo magnético constante , descrevendo uma trajetória helicoidal, conforme a figura. Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x. A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial. O dispositivo então mede o tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon.

A massa do fon medida por esse dispositivo será

Um corpúsculo de 10 g está eletrizado com carga de 20 μC e penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme e extenso de 400 T a uma velocidade de 500 m/s, descrevendo uma trajetória circular.

A força centrípeta (F_cp), em N, e o raio da trajetória (r_t), em m, são: