Um próton (q = 1,6×10?¹? C) desloca-se com v = 2,0×106 m/s perpendicular a um campo magnético B = 0,10 T…
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
Um próton (q = 1,6×10?¹? C) desloca-se com v = 2,0×106 m/s perpendicular a um campo magnético B = 0,10 T. Calcule a magnitude da força magnética sobre a partícula e indique sua orientação relativa a v e B.
- A) e = 0,10 V (módulo)
- B) e = 0,05 V (módulo)
- C) e = 1,60 V (módulo)
- D) F = 3,2e-14 N; direção perpendicular a v e B, sentido dado pela regra da mão direita para carga positiva.
- E) e = 0,50 V (módulo)
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. q = 1,6×10^-19 C (o expoente está ilegível no enunciado, mas o valor da carga do próton é 1,6×10^-19 C), v = 2,0×10^6 m/s, B = 0,10 T. Como v é perpendicular a B, o ângulo entre v e B é 90 graus.
- Use a expressão da força magnética sobre uma carga em movimento: F = |q|·v·B·sen(θ). Com sen(90 graus) = 1, tem-se F = |q|·v·B.
- Substitua os valores: F = 1,6×10^-19 × 2,0×10^6 × 0,10 = 3,2×10^-14 N.
- Determine a direção e o sentido. A força é sempre perpendicular ao plano formado por v e B. Como o próton tem carga positiva, o sentido é dado pela regra da mão direita: aponte os dedos no sentido de v, gire-os em direção a B, e o polegar indica o sentido da força.
- Compare com as alternativas. A alternativa D é a única que apresenta uma força em newtons, com o valor 3,2×10^-14 N e a orientação correta. As alternativas A, B, C e E trazem valores em volts, que são unidades de diferença de potencial ou força eletromotriz, e não de força. A alternativa A fala em 0,10 V, a B em 0,05 V, a C em 1,60 V e a E em 0,50 V; nenhuma delas corresponde ao cálculo da força magnética.
- Conclusão: a resposta correta é a alternativa D, em concordância com o gabarito oficial.
💡 Dica: Use F = |q|vB, pois a velocidade é perpendicular ao campo, e aplique a regra da mão direita para determinar a orientação.
Alternativa por alternativa
O aluno aplica a fórmula de força eletromotriz de movimento (e = B·L·v) e usa um valor de comprimento que não existe no enunciado, obtendo a unidade de volt em vez de newton.
O aluno confunde a grandeza pedida, tratando a força como força eletromotriz, e ainda divide o produto por 2 sem justificativa, o que resulta em 0,05 V.
O aluno apenas usa o valor numérico da carga como resposta, ignorando a velocidade e o campo magnético, e não verifica a unidade pedida (newton).
Por que engana: Pode-se confundir a força magnética com uma diferença de potencial, como sugerem as alternativas A, B, C e E, ou esquecer que sua direção é perpendicular a v e B.
F = q v B = (1,6e-19 C)(2,0e6 m/s)(0,10 T) = 3,2e-14 N; a força magnética é sempre perpendicular a v e B; para carga positiva aplica-se a regra da mão direita.
O aluno mistura os conceitos de força magnética e força eletromotriz induzida, interpretando o problema como cálculo de tensão em um condutor em movimento e não de força sobre a carga.
Raio-X da questão
Força magnética sobre carga
avaliacao
Carga elétrica e movimento · Produto vetorial e unidades
Revise a expressão da força magnética sobre uma carga em movimento e a regra da mão direita para cargas positivas.
Pode-se confundir a força magnética com uma diferença de potencial, como sugerem as alternativas A, B, C e E, ou esquecer que sua direção é perpendicular a v e B.
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tomada_decisao
cientifico
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