UEM 2013 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 18 de Física

Enunciado em texto
Em um experimento realizado no vácuo, um pósitron de massa M e carga Q é acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial até atingir uma velocidade final . O potencial elétrico é desligado e o pósitron entra em uma região do espaço onde existe um campo elétrico e um campo magnético, ambos direcionados perpendicularmente à direção de propagação do pósitron. Esses campos são constantes, uniformes e perpendiculares entre si. Com base nessas informações e desprezando os efeitos relativos à ação da gravidade, analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
(01) Se o pósitron descrever uma trajetória retilínea na região de existência dos campos elétrico e magnético, as intensidades das forças elétrica e magnética experimentadas pelo pósitron serão idênticas.
(02) Quando aumenta, a intensidade da força magnética experimentada pelo pósitron na região dos campos elétrico e magnético também aumenta.
(04) A velocidade do pósitron, quando ele entra na região dos campos elétrico e magnético, é .
(08) Se o pósitron descrever uma trajetória retilínea com velocidade constante na região de existência dos campos elétrico e magnético, a razão será constante na região de existência desses campos.
(16) Quando aumenta, a intensidade da força elétrica experimentada pelo pósitron na região dos campos elétrico e magnético diminui.
(Enunciado: Vestibular UEM 2013 (Verão), Conhecimentos Específicos — UEM/CVU.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual de Maringá (UEM), Comissão Central do Vestibular Unificado (CVU).
Resolução comentada
O que a questão pede: analisar o pósitron acelerado por que entra num seletor de velocidades.
(04) Verdadeira. O trabalho do campo acelerador vira energia cinética:
(01) Verdadeira. Trajetória retilínea (com a velocidade perpendicular aos dois campos) só ocorre se a força elétrica e a magnética se cancelarem: mesmas intensidades e sentidos opostos.
(02) Verdadeira. Com maior, é maior, e a força magnética (velocidade perpendicular a B) aumenta.
(08) Verdadeira. Da condição de equilíbrio, . Com velocidade constante, a razão é constante (e, como os campos são uniformes e constantes, de fato ela é a mesma em toda a região).
(16) Falsa. A força elétrica é : não depende da velocidade do pósitron. Aumentar não a altera (o que acontece é a força magnética passar a vencê-la, e o pósitron desviar).
⚠️ A armadilha: na (16), achar que as duas forças mudam juntas. Só a magnética depende da velocidade.
A ideia em uma frase: no seletor de velocidades, passa reto quem tem v = E/B; a força magnética cresce com v, a elétrica não.
Resposta: soma 15 (01 + 02 + 04 + 08).
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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