UEM 2025 (Inverno) — questão 50 de Física
Enunciado em texto
Uma partícula de massa e carga se encontra inicialmente em repouso sobre um plano inclinado de ângulo com a horizontal na superfície da Terra. Além disso, essa partícula está sujeita a um campo magnético de intensidade , cuja direção é, simultaneamente, paralela ao plano inclinado e perpendicular à direção de movimento da partícula na ausência desse campo. Despreze os efeitos de resistência do ar e assinale o que for correto.
(01) Se a partícula está inicialmente em repouso devido ao atrito com a superfície do plano, pode-se colocá-la em movimento aumentando-se suficientemente a intensidade do campo magnético.
(02) Se a partícula desliza pelo plano inclinado, a força magnética tem a mesma direção da força peso.
(04) A depender do sinal da carga e do sentido do campo, pode-se aumentar ou diminuir a intensidade da força de atrito durante o deslizamento da partícula variando a intensidade do campo magnético.
(08) O atrito experimentado pela partícula durante o deslizamento pelo plano inclinado depende de sua velocidade.
(16) Se o campo magnético passar a ser ao longo da direção de movimento, a força magnética não contribuirá para acelerar a partícula.
(Enunciado: Vestibular UEM 2025 (Inverno) — 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 a força magnética sobre uma partícula que desce um plano inclinado, com no plano da rampa e perpendicular à linha de maior declive.
Passo 1 — a força magnética. Ela vale , de módulo quando . A partícula desce ao longo da rampa, e está no plano da rampa, perpendicular a esse movimento: a força é perpendicular aos dois, ou seja, perpendicular à rampa (para dentro ou para fora dela, conforme o sinal de e o sentido de ).
Passo 2 — o efeito no atrito. Uma força perpendicular à rampa muda a normal:
e o atrito cinético, , muda junto.
(01) Falsa. Parada, a partícula tem e a força magnética é nula, qualquer que seja . Aumentar o campo não a coloca em movimento.
(02) Falsa. Pelo passo 1, a força magnética é perpendicular à rampa. O peso é vertical. As duas direções só coincidiriam com , rampa horizontal (e aí ela nem desceria).
(04) Verdadeira. Pelo passo 2: se a força magnética aponta para dentro da rampa, a normal e o atrito aumentam com ; se aponta para fora, diminuem. Quem decide é o sinal da carga e o sentido do campo.
(08) Verdadeira. A força magnética é proporcional a , então a normal e o atrito também dependem da velocidade (diferente do caso sem campo, em que o atrito cinético é constante).
(16) Verdadeira. Com paralelo a , o produto vetorial é nulo: . (E, em qualquer caso, a força magnética é perpendicular à velocidade e não realiza trabalho: nunca muda a rapidez.)
⚠️ A armadilha: na (01), esquecer que a força magnética exige carga em movimento. Sobre uma carga parada, campo magnético nenhum faz força.
A ideia em uma frase: a força magnética é perpendicular a v e a B e some com v = 0; aqui ela aperta ou alivia a partícula contra a rampa, e o atrito passa a depender da velocidade.
Resposta: soma 28 (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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