UNIOESTE 2015 — questão 21 de Física
Enunciado em texto
A figura abaixo representa um par de placas condutoras paralelas e horizontais, 1 e 2, separadas por uma distância d, as quais estão imersas em um campo magnético uniforme de intensidade B, também horizontal. Uma partícula, eletrizada negativamente com carga elétrica q, é lançada no espaço entre as placas com velocidade v, perpendicular ao campo magnético. Observa-se que o movimento da partícula é retilíneo e uniforme. Considerando-se desprezível a massa da partícula, assinale a alternativa CORRETA.
[Figura: duas placas horizontais, 1 em cima e 2 embaixo, separadas pela distância d. Em toda a região há um campo magnético B entrando no plano do papel (×). A partícula q está entre as placas, sobre uma linha tracejada horizontal, com velocidade v para a direita.]
(A) A força magnética que atua na partícula possui intensidade igual a q.v.B e está dirigida verticalmente para cima.
(B) Existe um campo elétrico E, no espaço entre as placas, com intensidade igual a v.B, dirigido verticalmente para cima.
(C) A força elétrica que atua na partícula possui intensidade igual a q.E e está dirigida verticalmente para baixo, em que E é o campo elétrico.
(D) O potencial elétrico da placa 1 é maior do que o potencial da placa 2.
(E) Como o movimento da partícula é retilíneo e uniforme, as placas não estão eletrizadas.
(Enunciado e figura: Vestibular UNIOESTE 2015 — Unioeste.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Universidade Estadual do Oeste do Paraná (UNIOESTE).
Resolução comentada
O que a questão pede: o sentido das forças sobre a carga negativa e o campo elétrico que a mantém em linha reta.
Passo 1 — a força magnética. Para uma carga positiva com v para a direita e B entrando no papel, a regra da mão direita dá força para cima. A carga é negativa: a força magnética aponta para baixo, com módulo q·v·B. A alternativa A erra o sentido.
Passo 2 — precisa haver força elétrica. O movimento é retilíneo e uniforme e a massa é desprezível (sem peso): a resultante é zero. Então existe uma força elétrica para cima, de mesmo módulo:
(C) erra o sentido da força elétrica e (E) é falsa: sem placas eletrizadas não haveria campo elétrico para equilibrar a força magnética.
Passo 3 — o sentido do campo elétrico. Numa carga negativa, a força elétrica é oposta ao campo. Força para cima quer dizer campo para baixo, da placa 1 para a placa 2 (B erra o sentido).
Passo 4 — os potenciais. O campo elétrico aponta do potencial maior para o menor. Indo de 1 (em cima) para 2 (embaixo), o potencial cai: a placa 1 tem potencial maior. A alternativa D está correta.
⚠️ A armadilha: aplicar a regra da mão direita e esquecer de inverter para a carga negativa. Esse único erro troca o sentido de tudo e leva às alternativas A ou B.
A ideia em uma frase: no seletor de velocidades, E = vB e as forças elétrica e magnética são opostas; com carga negativa, inverta o sentido dado pela mão direita.
Resposta: alternativa D (a placa 1 tem potencial maior).
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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