UEM 2026 (Inverno) — questão 49 de Física
Enunciado em texto
Uma garrafa magnética é um dispositivo usado para confinar plasma, um gás extremamente quente composto por íons e elétrons livres. De maneira simplificada, esse dispositivo pode ser representado por duas bobinas circulares coaxiais separadas por uma distância fixa e percorridas por uma corrente elétrica de mesmo sentido. Essa configuração gera um campo magnético com direção ao longo do eixo comum das bobinas que é mais intenso nas proximidades das bobinas do que na região entre elas. Uma partícula carregada entra na região da garrafa de modo que sua velocidade tem componentes paralela e perpendicular ao campo magnético local, sendo refletida ao se aproximar das bobinas e ficando aprisionada na região. Desprezando a gravidade e efeitos de campo elétrico, assinale o que for correto.
(01) Na região central da garrafa magnética, onde o campo é aproximadamente constante, a partícula descreve uma trajetória helicoidal ao redor das linhas de campo.
(02) Se a velocidade da partícula fosse exatamente paralela ao campo magnético na região central da garrafa, sua trajetória seria circular.
(04) A força magnética que atua sobre a partícula é capaz de alterar sua direção, mas não o módulo de sua velocidade.
(08) Um solenoide retilíneo muito longo percorrido por uma corrente elétrica poderia ser usado em substituição às bobinas para produzir o mesmo efeito de confinamento da garrafa magnética em seu interior.
(16) Ao aumentar a intensidade do campo magnético na região central entre as bobinas, aumenta-se também a região onde a partícula permanece confinada.
(Enunciado: Vestibular UEM 2026 (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 o movimento de uma partícula carregada no campo de duas bobinas coaxiais (a garrafa, ou espelho, magnética).
Passo 1 — as duas componentes da velocidade. A componente perpendicular ao campo sofre a força e gera um movimento circular em torno da linha de campo, de raio
A componente paralela não sofre força e leva a partícula ao longo do campo. Somando os dois movimentos: uma hélice.
(01) Verdadeira. Com campo aproximadamente uniforme, a partícula gira em torno das linhas de campo enquanto avança ao longo delas: trajetória helicoidal.
(02) Falsa. Com paralelo a , a força é nula: a trajetória seria retilínea, ao longo do eixo (e a partícula escaparia pelas extremidades).
(04) Verdadeira. A força magnética é sempre perpendicular à velocidade: não realiza trabalho, não muda a energia cinética nem o módulo da velocidade. Só muda a direção.
(08) Falsa. A reflexão perto das bobinas acontece porque lá o campo é mais intenso e as linhas convergem: o campo ganha uma pequena componente radial que, combinada com o giro, empurra a partícula de volta para o centro. Num solenoide longo o campo interno é uniforme, sem esse aumento nas pontas, e a partícula seguiria em hélice até sair.
(16) Falsa. Um campo central mais intenso faz a partícula girar em hélices mais fechadas (o raio diminui), ficando mais presa às linhas de campo, não espalhada por uma região maior. Além disso, o confinamento depende de o campo junto às bobinas ser bem maior que o central; aumentando só o central, essa diferença diminui e a garrafa passa a deixar escapar mais partículas.
⚠️ A armadilha: na (08), achar que basta “ter campo magnético” para confinar. O que reflete as partículas é o aumento do campo nas extremidades, que o solenoide longo não tem.
A ideia em uma frase: a força magnética só curva, não acelera: a partícula faz hélices em torno das linhas, e só é refletida onde o campo se intensifica.
Resposta: soma 05 (01 + 04).
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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