Um solenóide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I, conforme mostra a figura 1. [IMAGEM] Em um…

Questão

Um solenóide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica I, conforme mostra a figura 1. [IMAGEM] Em um determinado instante, uma partícula de carga q positiva desloca-se com velocidade instantânea v? perpendicular ao eixo do solenóide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenóide. A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenóide. O diagrama que representa corretamente as forças elétrica F?E e magnética F?B atuando sobre a partícula é: [FUVEST 2020 - Questão 77] FUVEST - 2020

1. A) [IMAGEM]
2. B) [IMAGEM]
3. C) [IMAGEM]
4. D) [IMAGEM]
5. E) [IMAGEM]

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Identifique as duas forças. A força elétrica é F_E = qE. Como a carga q é positiva, F_E tem o mesmo sentido do campo elétrico E, que na situação descrita é paralelo ao eixo do solenoide. Passo 2: Determine a direção do campo magnético no interior do solenoide. Por ser muito longo, o campo B é praticamente uniforme e paralelo ao eixo, com sentido definido pela corrente I e pela regra da mão direita aplicada às espiras. Passo 3: Calcule a força magnética. Ela é F_B = q(v x B). Como v é perpendicular ao eixo e B é paralelo ao eixo, o produto vetorial é perpendicular a ambos, ou seja, F_B é perpendicular ao plano que contém v e o eixo, isto é, perpendicular ao plano da seção reta mostrada na figura 2. Seu sentido é dado pela regra da mão direita para produto vetorial (dedos no sentido de v, curvando em direção a B, polegar indica F_B para carga positiva). Passo 4: Compare com os diagramas. A alternativa correta, A, mostra F_E paralela ao eixo, no sentido do campo elétrico, e F_B perpendicular ao plano da figura, com o sentido dado pela regra da mão direita. Passo 5: Por que as outras estão erradas. B, C, D e E apresentam, cada uma, pelo menos uma força com direção ou sentido incompatíveis com F_E = qE para carga positiva ou com F_B = q(v x B), que é sempre perpendicular à velocidade e ao campo magnético.

💡 Dica: Analise as direções das forças elétrica e magnética usando a regra da mão direita.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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