Partículas com carga elétrica positiva penetram em uma câmara em vácuo, onde há, em todo seu interior, um…

Questão

Partículas com carga elétrica positiva penetram em uma câmara em vácuo, onde há, em todo seu interior, um campo elétrico de módulo E e um campo magnético de módulo B, ambos uniformes e constantes, perpendiculares entre si, nas direções e sentidos indicados na figura. As partículas entram na câmara com velocidades perpendiculares aos campos e de módulos v1 (grupo 1), v2 (grupo 2) e v3 (grupo 3). As partículas do grupo 1 têm sua trajetória encurvada em um sentido, as do grupo 2, em sentido oposto, e as do grupo 3 não têm sua trajetória desviada. A situação está ilustrada na figura abaixo. [IMAGEM] Considere as seguintes afirmações sobre as velocidades das partículas de cada grupo: [FUVEST 2014 - Questão 21] FUVEST - 2014

1. A) I.
2. B) II.
3. C) III.
4. D) I e III.
5. E) II e III.

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Numa região com campo elétrico E e campo magnético B perpendiculares entre si e à velocidade, cada partícula positiva sofre duas forças: a elétrica, de módulo qE, e a magnética, de módulo qvB, que são perpendiculares entre si. Passo 2: As partículas do grupo 3 não são desviadas, o que significa que as duas forças se equilibram: qE = qv3B, logo v3 = E/B. Passo 3: As partículas do grupo 1 e do grupo 2 são desviadas em sentidos opostos. Se a força magnética predomina (qvB > qE), a partícula é desviada para o lado da força magnética; se a força elétrica predomina (qvB < qE), é desviada para o lado da força elétrica. Passo 4: Como os desvios são em sentidos opostos, um dos grupos tem velocidade maior que E/B (força magnética dominante) e o outro tem velocidade menor que E/B (força elétrica dominante). Assim, a velocidade de um grupo fica acima de v3 e a do outro fica abaixo de v3. Passo 5: Portanto a afirmação I é falsa, e as afirmações II e III são verdadeiras, como indica o gabarito E. Passo 6: Em uma frase cada, a alternativa A (somente I) é errada porque a única afirmação verdadeira depende da comparação com v3, que é o único valor não desviado; a alternativa B (somente II) é errada porque deixa de reconhecer a afirmação III como verdadeira; a alternativa C (somente III) é errada porque ignora a verdade da afirmação II; a alternativa D (I e III) é errada porque inclui a afirmação I, que contradiz a análise de forças.

💡 Dica: Analise as forças elétricas e magnéticas sobre as partículas e a condição para trajetória retilínea.

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Raio-X da questão

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