UFRGS 2018 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Na figura abaixo, está representada a trajetória de uma partícula de carga negativa que atravessa três regiões onde existem campos magnéticos uniformes e perpendiculares à trajetória da partícula.
[Figura: a partícula chega pela esquerda movendo-se para a direita e entra na região I (um círculo), onde faz um quarto de circunferência curvando para baixo, saindo dela movendo-se para baixo. Entra na região II (um retângulo, abaixo), onde faz uma semicircunferência: desce, curva pela parte de baixo para a direita e sobe. Saindo de II movendo-se para cima, entra na região III (um círculo maior, acima e à direita), onde faz um quarto de circunferência curvando para a direita, e sai movendo-se para a direita.]
Nas regiões I e III, as trajetórias são quartos de circunferências e, na região II, a trajetória é uma semicircunferência. A partir da trajetória representada, pode-se afirmar corretamente que os campos magnéticos nas regiões I, II e III, em relação à página, estão, respectivamente,
(A) entrando, saindo e entrando.
(B) entrando, saindo e saindo.
(C) saindo, saindo e entrando.
(D) entrando, entrando e entrando.
(E) saindo, entrando e saindo.
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2018, 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: o sentido do campo magnético em cada região, sabendo para que lado a carga negativa curva.
Passo 1 — a força aponta para o centro da curva. No movimento circular dentro do campo, a força magnética é a centrípeta. Então, em cada região, olhe para onde a trajetória curva: é para lá que aponta a força.
Passo 2 — a regra para a carga negativa. Pela regra da mão (direita espalmada: dedos no sentido de , polegar no sentido de , a palma empurra a carga positiva), encontre a força sobre uma carga positiva e depois inverta, porque a carga é negativa.
Região I. A partícula entra indo para a direita e curva para baixo: a força aponta para baixo. Com saindo da página, uma carga positiva indo para a direita seria empurrada para baixo; a negativa, para cima. Para a negativa ir para baixo, o campo tem de estar entrando.
Região II. A partícula entra indo para baixo e curva para a direita: a força aponta para a direita. Com saindo, a positiva indo para baixo seria empurrada para a esquerda; a negativa, para a direita. Campo saindo.
Região III. A partícula entra indo para cima e curva para a direita: força para a direita. Com saindo, a positiva indo para cima seria empurrada para a direita; a negativa, para a esquerda. Então o campo é entrando.
Conferindo pelo sentido de giro: com o campo saindo da página, carga positiva gira no sentido horário e carga negativa no anti-horário. Em I e III a partícula gira no sentido horário (campo entrando); em II, no anti-horário (campo saindo).
⚠️ A armadilha: aplicar a regra da mão como se a carga fosse positiva e esquecer de inverter. Aí todos os sentidos saem trocados: saindo, entrando e saindo, a alternativa E.
A ideia em uma frase: a força magnética aponta para o centro da curva; ache o campo pela regra da mão para carga positiva e inverta para a negativa.
Resposta: alternativa A (entrando, saindo e entrando).
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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