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Um próton (q = 1,6×10?¹? C) desloca-se com velocidade v = 3,0×106 m/s no sentido +x, perpendicular a um campo…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT205

Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Um próton (q = 1,6×10?¹? C) desloca-se com velocidade v = 3,0×106 m/s no sentido +x, perpendicular a um campo magnético uniforme B = 0,20 T dirigido +z. Calcule a força magnética F aplicada ao próton e indique sua direção usando a regra da mão direita. Use F = q·v·B (N).

A) F = 9,6×10⁻¹⁴ N, direção −y.
B) F = 0 N, pois v é perpendicular a B.
C) F = 9,6×10⁻¹⁴ N, direção +y (perpendicular a v e B).
D) F = 1,6×10⁻¹⁹ N, direção −y.
E) F = 9,6×10⁻¹³ N, direção −y.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Identifique os dados: q = 1,6×10^-19 C (módulo da carga do próton, positiva), v = 3,0×10^6 m/s no sentido +x e B = 0,20 T no sentido +z. A velocidade e o campo são perpendiculares entre si, o que torna a força máxima.
Calcule o módulo: F = q·v·B = 1,6×10^-19 × 3,0×10^6 × 0,20 = 9,6×10^-14 N.
Determine a direção pela regra da mão direita: aponte os dedos no sentido de v (+x) e feche-os no sentido de B (+z). O polegar indica v × B, que aponta para −y, pois x̂ × ẑ = −ŷ. Como o próton é positivo, a força tem o mesmo sentido de v × B, ou seja, −y.
Conclusão: a alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial.
Por que as outras estão erradas: a B confunde a condição de perpendicularidade com a de paralelismo, pois a força magnética é nula apenas quando v e B são paralelos. A C acerta o módulo, mas inverte o sentido da força. A D esquece de multiplicar pela velocidade e pelo campo, usando apenas a carga. A E erra a potência de dez no resultado final.

💡 Dica: Calcule qvB e use o produto vetorial para determinar o sentido da força.

Alternativa por alternativa

A Correta

Como a velocidade é perpendicular ao campo, o módulo da força é F = q·v·B. O cálculo resulta em 9,6×10⁻¹⁴ N. Para um próton, a regra da mão direita aplicada a v no sentido +x e B no sentido +z indica a direção −y.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno acha que a força magnética só existe quando a carga se move paralelamente ao campo, e que a perpendicularidade anula o efeito. Na verdade, a perpendicularidade é justamente a situação de força máxima.

Por que engana: Pode-se considerar que a força é nula por interpretar a perpendicularidade entre velocidade e campo como ausência de interação, ou inverter o sentido indicado pela regra da mão direita.

C Erradaerro: Procedimental

O aluno calcula corretamente o módulo, mas aplica a regra da mão direita de forma invertida ou usa v × B com sinal trocado, obtendo +y. Assim, troca o sentido do vetor força.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno esquece de multiplicar a carga pela velocidade e pelo campo e apresenta apenas o valor da carga elementar como força. Não aplica a fórmula F = q·v·B por completo.

E Erradaerro: Atenção

O aluno faz a multiplicação numérica corretamente, mas erra a potência de dez ao final, obtendo 10^-13 em vez de 10^-14. É um descuido na contagem dos expoentes.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Bloom Aplicar

Leitura baixo

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 progressao

🎯 Conceito central

força magnética sobre carga

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

produto vetorial e perpendicularidade · notação científica e unidades

📚 Reveja

Revise o módulo da força magnética e a regra da mão direita para cargas positivas.

⚠️ Erro mais comum

Pode-se considerar que a força é nula por interpretar a perpendicularidade entre velocidade e campo como ausência de interação, ou inverter o sentido indicado pela regra da mão direita.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cientifico

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