FAMECA 2017 — questão 44 de Física
Enunciado em texto
A figura mostra uma partícula eletrizada com carga positiva que se dirige para uma região entre duas placas planas, paralelas e horizontais, onde existe um campo elétrico uniforme, vertical, de cima para baixo. A velocidade da partícula é perpendicular à direção do campo elétrico e a ação do campo gravitacional pode ser desprezada.
[Figura: duas placas horizontais, a de cima com sinais + e a de baixo com sinais −; à esquerda, uma partícula com velocidade v horizontal, para a direita, entrando na região entre as placas.]
Ao penetrar na região do campo elétrico, observa-se que a partícula não tem sua velocidade alterada. Portanto, nessa região existe um campo magnético, também uniforme, com direção
(A) horizontal, com sentido oposto ao da velocidade.
(B) vertical, com sentido para cima.
(C) vertical, com sentido para baixo.
(D) horizontal, perpendicular à da velocidade e com sentido orientado para dentro do papel.
(E) horizontal, perpendicular à da velocidade e com sentido orientado para fora do papel.
(Enunciado e figura: Vestibular FAMECA 2017, Conhecimentos Gerais — FAMECA/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Catanduva (FAMECA/UNIFIPA) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: como deve ser o campo magnético para a partícula atravessar as placas em linha reta, sem mudar de velocidade.
Passo 1 — a força elétrica. O campo elétrico aponta de cima para baixo (da placa + para a −). Com carga positiva, a força elétrica é para baixo.
Passo 2 — o que a força magnética tem de fazer. Para a velocidade não mudar, a resultante deve ser zero: a força magnética precisa ser para cima, com o mesmo módulo.
Passo 3 — a direção de B. A força magnética é perpendicular a e a . Para ela ser vertical com horizontal para a direita, precisa ser perpendicular ao plano do papel. (B na direção da velocidade, como em A, não daria força nenhuma; B vertical, como em B e C, daria força perpendicular ao papel.)
Passo 4 — o sentido, pela regra da mão direita espalmada. Polegar no sentido de v, demais dedos no sentido de B, e a palma empurra no sentido da força sobre a carga positiva. Com o polegar para a direita e a palma virada para cima (força para cima), os dedos apontam para dentro do papel. Conferindo com o produto vetorial: com x para a direita, y para cima e z para fora do papel, .
⚠️ A armadilha: escolher B para fora do papel (alternativa E). Aí a força magnética também apontaria para baixo, somando-se à elétrica, e a partícula seria desviada ainda mais.
A ideia em uma frase: para a carga passar reto, a força magnética tem de cancelar a elétrica: B perpendicular a v e a E, no sentido dado pela regra da mão direita.
Resposta: alternativa D (horizontal, perpendicular à velocidade, para dentro do papel).
Vídeo em breve
A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.
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