Uma partícula de carga positiva q = 2×10^-6 C atravessa, com velocidade v = 3×10^5 m/s, um campo magnético…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Investigar e analisar o funcionamento de equipamentos elétricos e/ou eletrônicos e sistemas de automação para compreender as tecnologias contemporâneas e avaliar seus impactos sociais, culturais e ambientais.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma partícula de carga positiva q = 2×10^-6 C atravessa, com velocidade v = 3×10^5 m/s, um campo magnético uniforme B = 0,05 T. A velocidade é perpendicular ao campo. Calcule a intensidade da força magnética sobre a carga e indique a direção relativa à velocidade e ao campo.
- A) F = 0,1 N, pois a carga é negativa e muda a força.
- B) A força magnética é 0,06 N, considerando um campo elétrico.
- C) F = q·v·B = 0,03 N; direção: perpendicular a v e B, dada pela regra da mão direita (força apontando v×B).
- D) A direção da força é paralela à velocidade e ao campo.
- E) A força magnética é 0,015 N, pois considera-se sin(45°).
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. q = 2x10^-6 C (positiva), v = 3x10^5 m/s, B = 0,05 T, e a velocidade é perpendicular ao campo. Passo 2: Use a fórmula da força magnética sobre uma carga em movimento, F = |q|·v·B·sen(θ), em que θ é o ângulo entre v e B. Como a velocidade é perpendicular ao campo, θ = 90° e sen(90°) = 1, logo F = |q|·v·B. Passo 3: Calcule. Primeiro, q·v = 2x10^-6 · 3x10^5 = 6x10^-1 = 0,6. Depois, 0,6 · 0,05 = 0,03 N. Portanto, a intensidade é F = 0,03 N. Passo 4: Determine a direção. A força magnética é sempre perpendicular tanto à velocidade quanto ao campo, e seu sentido é dado pela regra da mão direita (produto vetorial v x B). Como a carga é positiva, a força tem o mesmo sentido de v x B. Passo 5: Compare com as alternativas. A alternativa C traz exatamente F = 0,03 N e a direção correta, sendo a resposta certa, de acordo com o gabarito. A alternativa A está errada, pois o valor 0,1 N não corresponde ao cálculo e a carga do enunciado é positiva, não negativa. A alternativa B está errada, pois a força magnética não depende de campo elétrico, que não foi dado. A alternativa D está errada, pois a força magnética nunca é paralela à velocidade; ela é sempre perpendicular a ela. A alternativa E está errada, pois o enunciado afirma que a velocidade é perpendicular ao campo, então o ângulo é 90°, e não 45°.
💡 Dica: Use F = |q|vB sen(θ); como v é perpendicular a B, sen(θ) = 1. A direção é dada pela regra da mão direita.
Alternativa por alternativa
Acredita que o sinal da carga altera a intensidade da força, ou seja, que uma carga negativa muda o valor da força. Na verdade, o sinal só define o sentido da força, e a carga do enunciado é positiva.
Supõe que a força magnética depende de um campo elétrico, misturando a força magnética com a força elétrica. Além disso, o valor 0,06 N é o dobro do correto, sugerindo um fator multiplicativo indevido.
Usa-se F = q v B sin?; como v ? B, sin? = 1. Cálculo: F = 2×10^-6·3×10^5·0,05 = 0,03 N. Para carga positiva a direção é perpendicular a v e B conforme a regra da mão direita (v×B).
Imagina que a força age na mesma direção do movimento, como acontece com forças que aceleram ou freiam um corpo. Na força magnética, a direção é sempre perpendicular à velocidade e ao campo.
Ignora que o enunciado diz que a velocidade é perpendicular ao campo e assume um ângulo de 45°, o que leva ao sen(45°) em vez de sen(90°) = 1.
Por que engana: O aluno pode usar um ângulo diferente de 90° ou confundir a força magnética com uma força paralela à velocidade ou com a força elétrica.
Raio-X da questão
Força magnética sobre carga
avaliacao
Produto entre carga, velocidade e campo · Direção vetorial e regra da mão direita
Revise a expressão da força magnética sobre uma carga em movimento e a regra da mão direita para determinar sua direção.
O aluno pode usar um ângulo diferente de 90° ou confundir a força magnética com uma força paralela à velocidade ou com a força elétrica.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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