Questões de Vestibular de Física - Magnetismo

A ressonância magnética é um equipamento utilizado na medicina para fazer imagem não invasiva. A obtenção da imagem é a partir do hidrogênio que se encontra amplamente distribuído nos tecidos biológicos e por suas características em responder a campos magnéticos externos como se fosse um pequeno ímã. Esse campo magnético é produzido por um tubo que, no seu interior, possui um enrolamento de fios, colocado em um dispositivo isolado, formando um solenoide em cujo centro o paciente é colocado.
Para um exame do tórax, o campo magnético necessário é 1,5 T produzido por uma corrente elétrica de 20 A. Qual é o número de espira, por centímetro, nesse tubo para a realização desse exame? Considere µ = 1,25.10 ^-6 T.m/A

Os aceleradores de partículas são utilizados em estudos para explicar como o Universo era constituído antes do Big Bang. Essas máquinas são capazes de quebrar os componentes mais íntimos da matéria, como as partículas elementares do átomo. Por meio de campos magnéticos, o equipamento acelera as partículas e os sensores registram seus movimentos, de acordo com a velocidade e trajetória, entre outros dados, tornando-se possível identificar cada corpo estudado.  
https://novaescola.org.br/conteudo/1084/o-que-e-e-como-funciona-um-acelerador-de-particulas (Adaptado)
Cientistas, em um experimento, colocam uma partícula positiva de massa 2.10^-17 kg carga elétrica 2 µC que se mantém em uma trajetória circular de raio 5 cm, graças ao campo magnético de 8,0.10^-5 T, perpendicular à trajetória da partícula. A velocidade da partícula, em m/s, é igual a 

A Anomalia Magnética no Sul e no Sudeste do Brasil é uma espécie de defasagem na proteção magnética da Terra, localizada sobre o Atlântico Sul, na faixa que se estende até o Continente Africano. Para tentar entender o fenômeno, especialistas estudam o campo magnético do planeta, gerado no núcleo de ferro líquido, superaquecido a pelo menos três mil quilômetros de profundidade. Essa região tem um campo mais enfraquecido. Isso faz com que os satélites, quando passam por essa região, tenham de desligar momentaneamente alguns componentes para evitar a perda do satélite ou que algum equipamento seja danificado. Por isso, é de interesse das agências espaciais monitorar constantemente a evolução dessa anomalia, principalmente, nessa faixa central.


 https://www.cnnbrasil.com.br/tecnologia/saiba-o-que-e-a-amas-anomalia-magnetica-do-atlantico-sul/ (adaptada)

Com base no texto, qual o papel do campo magnético da Terra?

A ficção inspira uma questão de Física. Leia a situação que o protagonista vivencia em Canaã.

"[...] Milkau, alemão, recém-chegado, a uma colônia de imigrantes europeus, no Espírito Santo, aluga um cavalo para ir do Queimado à cidade de Porto do Cachoeiro.

Milkau deseja arrematar um lote de terra. Schultz apresenta-lhe o agrimensor, Sr. Felicíssimo, que está para ir ao Rio Doce fazer medições de terra. Milkau, desejando aí se estabelecer, decide se juntar ao agrimensor e convida Lentz para acompanhá-lo[...]"

ARANHA, Graça (1868-1931). Canaã. 3 ed. São Paulo: Martins Claret, 2013.

Agora, analise a situação sob a ótica da Física. Imagine que, após algumas horas de viagem, o agrimensor percebe estar perdido e tenta usar uma bússola magnética a 6 m abaixo de uma linha de transmissão, que conduz uma corrente constante de 180 A. Os imigrantes, entretanto, chamam a atenção para a influência que a linha de transmissão terá sobre a leitura da bússola.

Considere a permeabilidade magnética do meio 4π.10^-7 T.m/A e as informações do texto para responder à questão.

O campo magnético produzido pela linha de transmissão na posição da bússola é de

Um experimento simples sobre eletromagnetismo consiste em lançar, da origem do plano XY, n vezes, uma carga Q positiva, de massa m, com velocidade inicial de módulo igual a V em uma região onde existe um campo magnético uniforme de módulo igual a B. A cada lançamento, a velocidade aumenta de um valor igual a V até que o último lançamento ocorra com velocidade nV. Em todos os lançamentos, a carga descreve uma trajetória circular. Para o primeiro lançamento, a trajetória tem raio R. O valor da soma dos raios das trajetórias circulares em termos de R para os n lançamentos é