UFPR 2027 — questão 32 de Física

Gabarito DMagnetismo — força magnética sobre carga em movimento (F = qvB sen θ)Processo Seletivo 2027 · Fase única · Prova objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 32 de Física do UFPR 2027

Enunciado em texto

Em todas as questões, as medições são feitas por um referencial inercial. O módulo da aceleração gravitacional é representado por gg. Onde for necessário, use g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2 para o módulo da aceleração gravitacional.

Numa certa região do espaço, há um campo magnético de intensidade B=3,0B = 3{,}0 T. Uma partícula com carga Q=3,2×10−19Q = 3{,}2 \times 10^{-19} C entra nessa região com uma velocidade de intensidade v=2,0×106v = 2{,}0 \times 10^{6} m/s. O ângulo entre os vetores velocidade e campo magnético no instante de entrada vale θ\theta. Sabe-se que sen⁡θ=13\operatorname{sen}\theta = \frac{1}{3} e cos⁡θ=223\cos\theta = \frac{2\sqrt{2}}{3}.

Assinale a alternativa que apresenta corretamente a intensidade da força magnética FF que surge sobre a partícula carregada ao entrar na região onde existe o campo magnético.

A) 38,4×2×10−1338{,}4 \times \sqrt{2} \times 10^{-13} N

B) 19,2×10−1319{,}2 \times 10^{-13} N

C) 12,8×2×10−1312{,}8 \times \sqrt{2} \times 10^{-13} N

D) 6,4×10−136{,}4 \times 10^{-13} N

(Enunciado: Processo Seletivo UFPR 2027, prova objetiva — Universidade Federal do Paraná, NC-UFPR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Paraná (UFPR) e ao seu Núcleo de Concursos (NC-UFPR).

Resolução comentada

O que a questão pede: a força magnética sobre a partícula quando ela entra no campo.

A fórmula: a força magnética sobre uma carga em movimento tem módulo F=∣Q∣ v B sen⁡θF = |Q|\,v\,B\,\operatorname{sen}\theta em que θ\theta é o ângulo entre a velocidade e o campo. Só a componente da velocidade perpendicular ao campo conta, por isso entra o seno.

A conta. F=3,2×10−19⋅2,0×106⋅3,0⋅13F = 3{,}2 \times 10^{-19} \cdot 2{,}0 \times 10^{6} \cdot 3{,}0 \cdot \frac{1}{3}

F=3,2⋅2,0×10−13=6,4×10−13 NF = 3{,}2 \cdot 2{,}0 \times 10^{-13} = 6{,}4 \times 10^{-13}\ \text{N}

⚠️ A armadilha: usar o cosseno no lugar do seno dá 19,2×10−13⋅223=12,82×10−1319{,}2 \times 10^{-13} \cdot \frac{2\sqrt{2}}{3} = 12{,}8\sqrt{2} \times 10^{-13} N, a alternativa C. Esquecer o fator angular dá 19,2×10−1319{,}2 \times 10^{-13} N, a alternativa B.

A ideia em uma frase: F=qvB sen⁡θF = qvB\,\operatorname{sen}\theta, com o seno porque só a parte da velocidade perpendicular ao campo sofre força.

Resposta: alternativa D (6,4×10−136{,}4 \times 10^{-13} N).

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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