UFU 2023-2 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
Uma carga negativa q se move com velocidade v, aproximando-se de um fio pelo qual passa corrente elétrica i, como ilustrado na figura abaixo.
[Figura: um fio vertical, longo (com o prolongamento pontilhado nas duas pontas), percorrido pela corrente i, de baixo para cima (seta para cima ao lado do fio). À esquerda do fio, a carga q, com velocidade v horizontal apontando para a direita, isto é, em direção ao fio.]
Nessas condições, a teoria eletromagnética prevê que a carga q
A) será repelida eletricamente pelo fio, aumentando o módulo de sua velocidade.
B) será atraída magneticamente pelo fio, aumentando o módulo de sua velocidade.
C) será desviada magneticamente em sua trajetória, mantendo o módulo de sua velocidade.
D) não sofrerá nenhuma força exercida pelo fio, mantendo o módulo de sua velocidade.
(Enunciado e figura: Processo Seletivo UFU 2023-2, 1ª fase — Universidade Federal de Uberlândia.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Federal de Uberlândia (UFU) e à sua Diretoria de Processos Seletivos (DIRPS/UFU).
Resolução comentada
O que a questão pede: que força o fio exerce sobre a carga em movimento e o que ela faz com a velocidade.
Passo 1 — força elétrica? Um fio metálico com corrente é eletricamente neutro: os elétrons que se movem são compensados pelos íons positivos fixos. Não há campo elétrico apreciável fora dele, logo não há atração nem repulsão elétrica. Isso elimina A.
Passo 2 — o campo magnético do fio. A corrente cria um campo magnético em circunferências ao redor do fio (regra da mão direita: polegar no sentido da corrente, os dedos dão o sentido do campo). À esquerda de um fio com corrente para cima, o campo aponta para fora do plano do papel.
Passo 3 — a força magnética sobre a carga. A carga se move perpendicularmente a esse campo, então sofre a força de Lorentz:
Para uma carga positiva indo para a direita com o campo saindo do papel, a regra da mão direita dá força para baixo; como a carga é negativa, a força se inverte: para cima, paralela à corrente. A carga é desviada da sua trajetória retilínea. Isso elimina D.
Passo 4 — e o módulo da velocidade? A força magnética é sempre perpendicular à velocidade (). Uma força perpendicular ao movimento não realiza trabalho: muda a direção da velocidade, mas não o seu módulo. Por isso B (que fala em aumentar a velocidade) também está errada.
⚠️ A armadilha: pensar que, como a carga vai em direção ao fio, ela é “atraída” e acelera (alternativa B). A força magnética nunca acelera nem freia uma carga; só curva a trajetória, e aqui ela nem aponta para o fio: aponta ao longo dele.
A ideia em uma frase: o fio com corrente é neutro, mas o seu campo magnético desvia a carga em movimento, e a força magnética, sempre perpendicular à velocidade, não muda a rapidez dela.
Resposta: alternativa C (desviada magneticamente, com velocidade de módulo constante).
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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