FMJ 2016 — questão 44 de Física

Enunciado em texto
A figura mostra as linhas de um campo magnético uniforme e uma carga q positiva que pode ser lançada com velocidades de mesmo módulo v em cinco orientações diferentes, indicadas pelos algarismos 1, 2, 3, 4 e 5, estando todas contidas em um mesmo plano.
[Figura: três linhas tracejadas horizontais com setas para a direita, rotuladas . Sobre a do meio está a carga q (círculo azul), da qual saem cinco setas vermelhas: 1, vertical para cima (perpendicular a ); 2, para a direita e um pouco para cima (pequeno ângulo com ); 3, horizontal para a direita (mesmo sentido de ); 4, inclinada para baixo e para a direita; 5, horizontal para a esquerda (sentido oposto ao de ).]
Nesta situação, a carga q fica sujeita apenas à ação de uma força magnética F, de módulo dado por F = Bqvsenθ, em que B é a intensidade do campo magnético e θ o ângulo entre o vetor velocidade e o vetor campo magnético. Na situação descrita, é correto afirmar que a maior intensidade da força magnética ocorre na orientação
(A) 1.
(B) 2.
(C) 4.
(D) 5.
(E) 3.
(Enunciado e figura: Vestibular FMJ 2016, Medicina, Prova de Conhecimentos Gerais — FMJ/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Medicina de Jundiaí (FMJ) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: em qual das cinco direções de lançamento a força magnética é a maior possível.
Passo 1 — o que muda de uma orientação para outra. B, q e v são os mesmos em todas; só muda o ângulo θ entre a velocidade e o campo. Então a força é máxima quando é máximo:
Passo 2 — olhar as setas. As linhas de campo são horizontais, para a direita.
• 3: mesmo sentido do campo, θ = 0°, sen θ = 0, força nula.
• 5: sentido oposto, θ = 180°, sen θ = 0, força nula.
• 2: ângulo pequeno com o campo, força pequena.
• 4: inclinada, ângulo entre 0° e 90° com o campo, força intermediária.
• 1: vertical, perpendicular ao campo, θ = 90°, força máxima, .
⚠️ A armadilha: escolher a orientação 3 (alternativa E), por achar que lançar “junto com o campo” maximiza o efeito. É o contrário: a força magnética é nula para velocidade paralela ou antiparalela ao campo e máxima quando a velocidade é perpendicular a ele.
A ideia em uma frase: a força magnética depende do seno do ângulo entre v e B: some na direção do campo e é máxima perpendicular a ele.
Resposta: alternativa A (orientação 1).
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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