UFRGS 2020 — questão 17 de Física
Enunciado em texto
Em dada região do espaço, existem campos elétrico (E) e magnético (B), orientados perpendicularmente entre si. A figura abaixo representa a situação.
[Figura: três eixos perpendiculares: x para a direita, y para cima e z saindo do papel (desenhado em perspectiva, para baixo e para a esquerda). O campo B aponta no sentido +y; o campo E aponta no sentido +x.]
Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem.
Para que uma carga positiva movendo-se paralelamente ao eixo z atravesse essa região sem sofrer desvio em sua trajetória, o módulo de sua velocidade deve ser igual a ........ e o sentido do seu movimento deve ser ........ .
(A) ; +z
(B) ; +z
(C) ; +z
(D) ; -z
(E) ; -z
(Enunciado e figura: Concurso Vestibular UFRGS 2020, 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 velocidade (módulo e sentido) para a carga passar em linha reta pelos dois campos.
Passo 1 — a força elétrica. Carga positiva: a força tem o sentido do campo, no sentido +x.
Passo 2 — a força magnética tem de apontar para −x, com o mesmo módulo, para anular a elétrica. Com a velocidade ao longo de z e B ao longo de +y, a regra da mão direita () dá:
• v no sentido +z: → força para −x (é o que queremos);
• v no sentido −z: força para +x, somando-se à elétrica — a carga seria desviada.
Então o movimento deve ser no sentido +z.
Passo 3 — o módulo. Como v é perpendicular a B, . Igualando as forças:
A carga e a massa nem entram: esse arranjo “seleciona” só as partículas com v = E/B.
Conferindo pelas unidades: E em V/m = N/C e B em T = N/(A·m). Então E/B tem unidade (N/C)·(A·m/N) = m/s. Já E × B ou B/E não dão velocidade.
⚠️ A armadilha: acertar o módulo e errar o sentido, (E). Com a carga indo para −z, a força magnética aponta para +x, junto com a elétrica: as duas se somam em vez de se cancelar.
A ideia em uma frase: no seletor de velocidades, qE = qvB dá v = E/B, e o sentido da velocidade tem de fazer a força magnética apontar contra a elétrica.
Resposta: alternativa C (|E|/|B|; +z).
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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