FACISB 2022 — questão 70 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o campo elétrico que anula a força magnética, para a partícula seguir em linha reta.

Passo 1 — a força magnética. A força é $\vec{F} = q\,\vec{v} \times \vec{B}$, perpendicular a $\vec{v}$ e a $\vec{B}$. Na figura, vista de cima: $\vec{v}$ aponta para P (para baixo no papel) e $\vec{B}$ entra no papel.

Pela regra da mão direita (dedos no sentido de $\vec{v}$, curvando para $\vec{B}$; o polegar dá $\vec{v} \times \vec{B}$): com $\vec{v}$ para baixo no papel e $\vec{B}$ para dentro, $\vec{v} \times \vec{B}$ aponta para a direita, rumo ao lado N. Como q > 0, a força magnética aponta para N.

Passo 2 — o campo elétrico. Para a trajetória ser retilínea, a força elétrica tem de cancelar a magnética: deve apontar para Q. Numa carga positiva, a força elétrica tem o sentido do campo, então:

$$\vec{E}\ \text{horizontal, de N para Q}$$

Em módulo, $qE = qvB$, ou seja, $E = vB$.

Por que não as outras: (A) e (C) dão campo paralelo à velocidade, que apenas aceleraria ou frearia a partícula, sem cancelar a força lateral. (D) e (E) dão força vertical, que também não cancela uma força horizontal para N.

⚠️ A armadilha: errar a regra da mão direita e pôr o campo de Q para N. Confira: velocidade “para o sul” no papel, campo “para dentro”: a força numa carga positiva vai “para o leste”, ou seja, para N.

A ideia em uma frase: para a carga não desviar, a força elétrica precisa ser igual e oposta à magnética (E = vB, com o sentido certo).

Resposta: alternativa B (horizontal, de N para Q).