UEM 2018 (Verão, Conhecimentos Específicos) — questão 3 de Física

Enunciado em texto
Um feixe de partículas idênticas eletrizadas está descrevendo uma trajetória circular (no vácuo) em um campo magnético constante e uniforme de módulo T. Considerando que a carga de cada partícula é C e que essas partículas se movem com velocidade (em módulo) m/s, assinale o que for correto.
(01) O ângulo entre o vetor velocidade das partículas e o vetor que representa o campo magnético deve mudar a cada instante, visto que o movimento é circular.
(02) O módulo da força magnética que atua em cada partícula é N.
(04) Para cada partícula, a força magnética corresponde à força resultante centrípeta.
(08) O módulo da quantidade de movimento e a energia cinética de cada partícula são constantes.
(16) Medindo-se o raio da trajetória circular, podemos calcular a massa de cada partícula.
(Enunciado: Vestibular UEM 2018 (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: julgar afirmações sobre o movimento circular de uma carga num campo magnético.
(01) Falsa. A trajetória só é uma circunferência quando a velocidade é perpendicular ao campo, e ela continua perpendicular o tempo todo: o ângulo é sempre 90°. O que muda é a direção da velocidade, dentro do plano perpendicular a .
(02) Verdadeira. Com :
(04) Verdadeira. No vácuo, e desprezando o peso, a única força sobre a partícula é a magnética, sempre perpendicular à velocidade, apontando para o centro: ela é a resultante centrípeta.
(08) Verdadeira. Força perpendicular à velocidade não realiza trabalho: o módulo da velocidade não muda. Logo e ficam constantes (só a direção de varia).
(16) Verdadeira. Igualando a força magnética à centrípeta:
Como , e são conhecidos, medir dá a massa. É o princípio do espectrômetro de massa.
⚠️ A armadilha: na (01), confundir “a velocidade muda de direção” com “o ângulo com muda”. A velocidade gira num plano perpendicular ao campo e mantém 90° com ele.
A ideia em uma frase: no movimento circular em campo magnético, a força magnética é a centrípeta e não muda o módulo da velocidade.
Resposta: soma 30 (02 + 04 + 08 + 16).
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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