UERJ 2017 (2º Exame de Qualificação) — questão 33 de Física

Enunciado em texto
A força magnética que atua em uma partícula elétrica é expressa pela seguinte fórmula:
q – carga elétrica da partícula
v – velocidade da partícula
B – campo magnético
– ângulo entre a velocidade da partícula e o campo magnético
Admita quatro partículas elétricas idênticas, , , e , penetrando com velocidades de mesmo módulo em um campo magnético uniforme , conforme ilustra o esquema.
[Esquema: linhas de campo horizontais, paralelas, todas apontando para a direita, com o rótulo . , à esquerda, tem velocidade horizontal para a direita (mesmo sentido de ). , à direita, tem velocidade horizontal para a esquerda (sentido oposto a ). , embaixo à esquerda, tem velocidade inclinada para cima e para a direita, formando um ângulo agudo com as linhas de campo. , embaixo, tem velocidade vertical para cima (perpendicular a ).]
Nesse caso, a partícula em que a força magnética atua com maior intensidade é:
(A)
(B)
(C)
(D)
(Enunciado e figura: Vestibular Estadual UERJ 2017, 2º Exame de Qualificação — DSEA/UERJ.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
Resolução comentada
O que a questão pede: qual das quatro partículas sente a maior força magnética.
Passo 1 — o que é igual para todas. As partículas são idênticas (mesma carga q), as velocidades têm o mesmo módulo v e o campo B é uniforme. Na fórmula , só o ângulo muda de uma para outra. Ganha quem tiver o maior .
Passo 2 — o ângulo de cada uma com o campo:
• : velocidade no mesmo sentido de , , → F = 0;
• : velocidade oposta a , , → F = 0;
• : velocidade inclinada, , → força intermediária;
• : velocidade perpendicular a , , → força máxima, .
⚠️ A armadilha: achar que a partícula que entra “de frente” com o campo ( ou ) leva o maior empurrão. É o contrário: carga que se move ao longo das linhas de campo não sente força magnética nenhuma. A força magnética “gosta” de velocidade atravessando o campo.
A ideia em uma frase: a força magnética é máxima com a velocidade perpendicular ao campo e nula com ela paralela ao campo.
Resposta: alternativa C ().
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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