FUVEST 2014

Questão 5497

(Udesc 2014)

Uma partícula, de massa  m = 5,0 x 10^–18 kg e carga  q = 8,0 x 10^-6 C, penetra perpendicularmente em um campo magnético uniforme, com velocidade constante de módulo  v = 4,0x 10⁶ m/s, passando a descrever uma órbita circular de raio  r = 5,0 x 10³ cm, desprezando o efeito do campo gravitacional. O módulo do campo magnético a que a partícula está submetida é igual a:

Questão 5499

(UNESP - 2014/2 - 1a fase)

Espectrometria de massas é uma técnica instrumental que envolve o estudo, na fase gasosa, de moléculas ionizadas, com diversos objetivos, dentre os quais a determinação da massa dessas moléculas. O espectrômetro de massas é o instrumento utilizado na aplicação dessa técnica.

(www.em.iqm.unicamp.br. Adaptado.)

A figura representa a trajetória semicircular de uma molécula de massa m ionizada com carga +q e velocidade escalar V, quando penetra numa região R de um espectrômetro de massa. Nessa região atua um campo magnético uniforme  perpendicular ao plano da figura, com sentido para fora dela, representado pelo símbolo A molécula atinge uma placa fotográfica, onde deixa uma marca situada a uma distância x do ponto de entrada.

Considerando as informações do enunciado e da figura, é correto afirmar que a massa da molécula é igual a

Questão 5514

(FUVEST 2014 - 1ª FASE)Partículas com carga elétrica positiva penetram em uma câmara em vácuo, onde há, em todo seu interior, um campo elétrico de módulo E e um campo magnético de módulo B, ambos uniformes e constantes, perpendiculares entre si, nas direções e sentidos indicados na figura. As partículas entram na câmara com velocidades perpendiculares aos campos e de módulos v₁ (grupo 1), v₂ (grupo 2) e v₃ (grupo 3). As partículas do grupo 1 têm sua trajetória encurvada em um sentido, as do grupo 2, em sentido oposto, e as do grupo 3 não têm sua trajetória desviada. A situação está ilustrada na figura abaixo.

Considere as seguintes afirmações sobre as velocidades das partículas de cada grupo:

I. v₁ > v₂ e v₁ > E/B
II. v₁ < v₂ e v₁ < E/B
III. v₃ = E/B

Note e adote:
Os módulos das forças elétrica (F_E) e magnética (F_M) são:
F_E = qE
F_M = qvB
Está correto apenas o que se afirma em

Questão 5515

(Upf 2014) Considere uma partícula com carga positiva q, a qual se move em linha reta com velocidade constante v. Em um determinado instante, esta partícula penetra numa região do espaço onde existe um campo magnético uniforme B, cuja orientação é perpendicular à trajetória da partícula. Como resultado da interação da carga com o campo magnético, a partícula sofre a ação de uma força magnética F_m, cuja direção é sempre perpendicular à direção do campo e ao vetor velocidade instantânea da carga. Assim, a partícula passa a descrever um movimento circular uniforme num plano perpendicular ao B. 

Supondo que o módulo da velocidade da partícula seja  v = 9 x 10³ m/ s; que o módulo do campo magnético seja  B = 2 x 10^-3 T; e que o raio da circunferência descrita pela partícula seja R =3 cm, é correto afirmar que, nessas condições, a relação carga/massa (q /m) da partícula é de:

Questão 5516

(Uneb 2014)

Tão complexas quanto a química da vida, as condições para o bom crescimento das plantas se resumem em três números que representam as porcentagens de nitrogênio, fósforo e potássio, impressas em destaque em todas as embalagens de fertilizantes. No século XX, esses três nutrientes permitiram que a agricultura aumentasse a produtividade e que a população mundial crescesse seis vezes mais. O nitrogênio vem do ar, mas o fósforo e o potássio veem do solo. As reservas de potássio são suficientes para séculos, mas com o fósforo a situação é diferente. É provável que os suprimentos disponíveis de imediato comecem a esgotar-se no final do século. Muitos dizem que quando isso acontecer, a população terá alcançado um pico além do que o planeta pode suportar em termos de sustentabilidade.
O fósforo, junto com o nitrogênio e o potássio, é um elemento crucial para os fertilizantes. É extraído de rochas ricas em fósforo, na forma de fosfato. O fósforo não ocorre livre na natureza, aparecendo principalmente na forma de fosforita, Ca₃(PO₄)₂, fluorapatita, Ca₅(PO₄)₃F e hidroxiapatita, Ca₅(PO₄)₃OH. 
A natureza obtém fósforo por meio de ciclos de intemperismo, uso biológico, sedimentação e, depois de 10 milhões de anos, elevação geológica. A necessidade exacerbada da agricultura moderna por fertilizantes triplicou a taxa de consumo de fósforo no solo, mas uma combinação de medidas pode suavizar o problema.
(VACCARI. 2012. p.40-45).

A figura representa o esquema simplificado de um espectrômetro de massa que permite determinar massas atômicas com grande precisão. Assim, a massa dos íons fosfato, nitrato, nitrogênio e do cátion potássio, que, juntos, constituem nutrientes essenciais para os fertilizantes, pode ser determinada, detectando a posição de incidência de íons no filme fotográfico F.
Da análise desse experimento, sob a óptica dos conhecimentos de Física, marque com V as afirmativas verdadeiras e com F, as falsas.

( ) Os íons que atravessam a região do seletor de velocidade obedecem à primeira lei de Newton.
( ) Os íons atravessam a fenda do anteparo A com velocidade de módulo igual a E/B.
( ) Os íons positivos descrevem movimento semicircular e atingem o filme fotográfico no ponto situado acima da fenda do anteparo A, visto por um candidato que está respondendo esta questão.
( ) O raio da trajetória semicircular descrito pelos íons varia em proporção direta com a massa atômica desses íons.

A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a

Questão 5651

(Ufrgs 2014) Os múons cósmicos são partículas de altas energias, criadas na alta atmosfera  terrestre. A velocidade de alguns desses múons (v) é próxima da velocidade da luz (c), tal que  e seu tempo de vida em um referencial em repouso é aproximadamente . Pelas leis da mecânica clássica, com esse tempo de vida tão  curto, nenhum múon poderia chegar ao solo, no entanto eles são detectados na Terra. Pelos postulados da relatividade restrita, o tempo de vida do múon em um referencial terrestre (t) e o tempo t₀ são relacionados pelo fator relativístico: 

Para um observador terrestre a distância que o múon pode percorrer antes de se desintegrar é, aproximadamente,

Questão 5757

(Ufg 2014) Na busca de fontes alternativas de energia, uma das opções promissoras que surgiu nos últimos anos foi o uso de certos organismos procariontes que, ao se alimentarem de matéria orgânica, geram, como resultado das quebras de ligações químicas no processo digestivo, energia elétrica. Recentemente, um grupo de pesquisadores publicou resultados de um estudo em que, ao formar uma colônia destes seres em uma determinada superfície, formando o chamado biofilme, conseguiram gerar uma potência elétrica de cerca de 200 mW por m² de biofilme. 
Considere a situação em que este biofilme é utilizado para gerar uma tensão de 4 V entre os pontos A e B do circuito elétrico a seguir, em que os fios 1 e 2 apresentam resistências elétricas de 3 Ω e 6 Ω respectivamente, e a resistência do restante do circuito é desprezível.

Os fios 1 e 2 têm comprimento L = 9 m, e a distância de separação entre eles é d = 2 mm. De acordo com o exposto, o tipo de ligação química que é rompida e a intensidade da força magnética que o fio 1 exerce sobre o fio 2, desprezando os efeitos de comprimento
finito dos fios, são, respectivamente,
Dado: μ₀ = 4π x 10^-7 T m/ A

Questão 5769

(Mackenzie 2014) Dois fios condutores (1) e (2), muito longos e paralelos, são percorridos por correntes elétricas i₁ e i₂ , respectivamente, de sentidos opostos e situados no plano horizontal. A figura abaixo mostra a secção transversal desses condutores, em que a corrente elétrica i₁ está saindo da página e a corrente elétrica i₂ está entrando na página.

A melhor representação vetorial da força magnética (F_m) e do campo de indução magnética (B) agentes sobre o fio condutor (1) é

Questão 5770

(Ufrgs 2014) Um trabalhador carregando uma esquadria metálica de resistência elétrica R sobe, com velocidade de módulo constante, uma escada colocada abaixo de um fio conduzindo uma corrente elétrica intensa, i. A situação está esquematizada na figura abaixo.

Assinale a alternativa correta sobre essa situação.

Questão 5771

(Upe 2014) Uma barra uniforme, condutora, de massa m = 100 g e comprimento L = 0,50 m, foi posicionada entre duas superfícies rugosas. A barra permanece em repouso quando uma corrente elétrica i = 2,0 A a atravessa na presença de um campo magnético de módulo B = 1,0 T, constante, que aponta para dentro do plano da figura.

Com base nessas informações, determine o módulo e o sentido da força de atrito resultante que atua na barra e o sentido.