UFRGS 2011 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas no fim do enunciado que segue, na ordem em que aparecem.
Um elétron atravessa, com velocidade constante de módulo v, uma região do espaço onde existem campos elétrico e magnético uniformes e perpendiculares entre si. Na figura abaixo, estão representados o campo magnético, de módulo B, e a velocidade do elétron, mas o campo elétrico não está representado.
[Figura: uma região delimitada por um retângulo tracejado, com linhas de campo magnético verticais, todas apontando para baixo (B), no plano da página. Dentro dela, o elétron (e, um ponto preto) com a velocidade v apontando para a direita.]
Desconsiderando-se qualquer outra interação, é correto afirmar que o campo elétrico ........ página, perpendicularmente, e que seu módulo vale ........ .
(A) penetra na – vB
(B) emerge da – vB
(C) penetra na – eB
(D) emerge da – eB
(E) penetra na – E/B
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2011, Física — UFRGS.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), Comissão Permanente de Seleção (COPERSE).
Resolução comentada
O que a questão pede: a direção e o módulo do campo elétrico que mantém o elétron em linha reta com velocidade constante.
Passo 1 — velocidade constante pede resultante nula. Então a força elétrica tem de anular exatamente a força magnética.
Passo 2 — a força magnética. Primeiro, para uma carga positiva, pela regra da mão direita: dedos na direção de v (para a direita), dobrando para B (para baixo); o polegar aponta para dentro da página. O elétron é negativo, então a força nele tem sentido oposto: saindo da página. Como v e B são perpendiculares, o módulo é:
Passo 3 — a força elétrica. Ela tem de apontar para dentro da página. Mas a força elétrica num elétron tem sentido oposto ao do campo. Logo, o campo elétrico aponta para fora da página: ele emerge da página.
Passo 4 — o módulo:
Por que não as outras: (C) e (D) dão eB, que não tem unidade de campo elétrico (tem unidade de força dividida por velocidade). (E) dá E/B, que é uma velocidade: é a fórmula do seletor de velocidades virada do avesso, .
⚠️ A armadilha: esquecer que o elétron é negativo. O sinal troca duas vezes (na força magnética e na relação entre força elétrica e campo), e quem esquece só uma delas marca “penetra na” (alternativa A).
A ideia em uma frase: para a partícula passar sem desviar, qE = qvB, ou seja, E = vB; e, com carga negativa, cada força tem o sentido oposto ao que a regra dá para carga positiva.
Resposta: alternativa B (emerge da – vB).
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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