São Camilo 2018 — questão 50 de Física
Enunciado em texto
Em 2017 comemora-se 85 anos da descoberta do pósitron, uma partícula correspondente ao elétron só que com carga elétrica positiva. Considere um pósitron que se move sob a ação de um campo magnético uniforme e que tem a trajetória indicada na figura.
[Figura: uma circunferência tracejada; o pósitron está no ponto mais à direita dela, com velocidade apontando para cima, tangente à circunferência.]
A direção e o sentido do campo magnético são
(A) perpendicular ao plano da figura, entrando no papel.
(B) no plano da figura e perpendicular à trajetória do pósitron.
(C) na mesma direção e sentido que a trajetória do pósitron.
(D) na mesma direção e sentido oposto ao da trajetória do pósitron.
(E) perpendicular ao plano da figura, saindo do papel.
(Enunciado e figura: Vestibular São Camilo 2018, Medicina, Prova II — São Camilo/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao Centro Universitário São Camilo e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a direção e o sentido do campo que faz o pósitron girar nessa circunferência.
Passo 1 — a direção do campo. A força magnética é perpendicular à velocidade e ao campo. Para a trajetória ser uma circunferência no plano do papel, a força tem de ficar no plano e apontar para o centro, e isso exige um campo perpendicular ao plano da figura. Isso já elimina (B), (C) e (D) (campo paralelo à velocidade nem daria força).
Passo 2 — o sentido. No ponto mostrado, o pósitron está na direita da circunferência, subindo; o centro está à esquerda. Então a força magnética aponta para a esquerda.
Passo 3 — a regra da mão direita (“regra do tapa”). Como a carga é positiva, vale direto . Com a mão direita espalmada: polegar no sentido de (para cima) e a palma empurrando no sentido da força (para a esquerda). Os outros quatro dedos apontam o sentido de : para dentro do papel.
Conferindo com vetores: com x para a direita, y para cima e z saindo do papel, está em +y. Para em −z (entrando): , para a esquerda, rumo ao centro.
⚠️ A armadilha: a (E). Ela seria a resposta para um elétron com essa mesma trajetória, porque a carga negativa inverte o sentido da força. O pósitron tem carga positiva.
A ideia em uma frase: movimento circular num campo magnético: o campo é perpendicular ao plano da órbita, e o sentido sai da regra da mão direita com a força apontando para o centro.
Resposta: alternativa A (perpendicular ao plano, entrando no 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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