UEMG 2008 — questão 18 de Física

Gabarito AMagnetismo — força magnética sobre carga em movimento (regra da mão direita)Processo Seletivo 2008 · Prova de Conhecimentos Gerais
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 18 de Física do UEMG 2008

Enunciado em texto

Uma partícula, de carga elétrica positiva, é lançada numa região do espaço onde existe um campo magnético. Verifica-se que a partícula é desviada para baixo, em relação ao plano desta folha de papel, como na figura abaixo.

[Figura: uma carga positiva entra, vinda da esquerda e movendo-se horizontalmente para a direita, numa região quadrada; dentro da região, a trajetória (tracejada) se curva para baixo, no plano da folha.]

Para que isso aconteça da forma descrita, assinale a alternativa que MELHOR representa as linhas de força do campo magnético nessa região do espaço:

A) [Figura: região quadrada cheia de pontos (•), com a legenda “Saindo da folha de papel”.]

B) [Figura: região quadrada cheia de xis (×), com a legenda “Entrando na folha de papel”.]

C) [Figura: região quadrada com linhas verticais com setas apontando para baixo.]

D) [Figura: região quadrada com linhas verticais com setas apontando para cima.]

(Enunciado e figura: Processo Seletivo UEMG 2008 — Universidade do Estado de Minas Gerais.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado de Minas Gerais (UEMG).

Resolução comentada

O que a questão pede: o sentido do campo magnético que desvia para baixo uma carga positiva que entra se movendo para a direita.

Passo 1 — a força magnética. Sobre uma carga em movimento num campo magnético:

F⃗=q v⃗×B⃗\vec{F} = q\,\vec{v} \times \vec{B}

A força é perpendicular tanto a v⃗\vec{v} quanto a B⃗\vec{B}. Para a força ficar no plano da folha (para baixo), com a velocidade também no plano (para a direita), o campo tem de ser perpendicular à folha. Isso já elimina C e D: com B⃗\vec{B} vertical no plano da folha, a força sairia ou entraria na folha, e a partícula não se desviaria para baixo no desenho.

Passo 2 — saindo ou entrando? Use a regra da mão direita (carga positiva): dedos no sentido de v⃗\vec{v} (para a direita), dobrando em direção a B⃗\vec{B}; o polegar dá F⃗\vec{F}. Testando B⃗\vec{B} saindo da folha: direita “vezes” saindo da folha dá para baixo. Confere: o campo sai da folha, alternativa A.

Conferindo com eixos: com xx para a direita, yy para cima e zz saindo da folha, x^×z^=−y^\hat{x} \times \hat{z} = -\hat{y}: para baixo. Com o campo entrando (−z^-\hat{z}), a força seria para cima, que é a alternativa B.

⚠️ A armadilha: achar que a força magnética aponta no sentido do campo e marcar C (linhas para baixo). Ao contrário da força elétrica, a força magnética é sempre perpendicular ao campo.

A ideia em uma frase: a força magnética é perpendicular ao campo: para desviar no plano da folha, o campo tem de atravessá-la; para desviar para baixo uma carga positiva que vai para a direita, ele sai da folha.

Resposta: alternativa A (campo saindo da folha de 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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