A força magnética que atua em uma partícula elétrica é expressa pela seguinte fórmula: F = q × v × B sen? q –…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Elaborar explicações, previsões e cálculos a respeito dos movimentos de objetos na Terra, no Sistema Solar e no Universo com base na análise das interações gravitacionais, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A força magnética que atua em uma partícula elétrica é expressa pela seguinte fórmula: F = q × v × B sen? q – carga elétrica da partícula B – campo magnético v – velocidade da partícula ? – ângulo entre a velocidade da partícula e o campo magnético Admite quatro partículas elétricas idênticas, P1, P2, P3 e P4, penetrando com velocidades de mesmo módulo em um campo magnético uniforme B, conforme ilustra o esquema. Nesse caso, a partícula em que a força magnética atua com maior intensidade é: (UERJ 2017)
- A) P1
- B) P2
- C) P3
- D) P4
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique o que é constante. Na fórmula F = q × v × B sen?, a carga q, a velocidade v e o campo B são os mesmos para as quatro partículas, pois são idênticas, têm velocidades de mesmo módulo e penetram no mesmo campo uniforme. Logo, a única grandeza que pode variar de uma partícula para outra é o termo sen?, isto é, o ângulo ? entre a velocidade e o campo.
- Analise a função seno. O valor de sen? varia de 0 (ângulo de 0 grau, velocidade paralela ao campo) até 1 (ângulo de 90 graus, velocidade perpendicular ao campo). Como a força é proporcional a sen?, ela é máxima quando sen? = 1, ou seja, quando a velocidade é perpendicular ao campo.
- Relacione com a figura. Os dados permitem concluir que, na figura, a partícula P3 é a que entra formando ângulo reto com o campo magnético B. Para ela, sen? = 1, e a força assume o maior valor possível, q × v × B.
- Verifique as demais alternativas. P1 forma ângulo pequeno com o campo, logo seu seno é pequeno e a força é fraca. P2 tem ângulo menor que 90 graus, então sua força também é menor que a de P3. P4 não está perpendicular ao campo, logo sen? é menor que 1 e a força é menor que a de P3. Assim, a intensidade máxima ocorre em P3.
- Lembre a regra prática. Quanto mais perpendicular a velocidade estiver em relação ao campo, maior a força magnética; quanto mais paralela, menor a força, sendo nula se a partícula se move exatamente na direção do campo.
💡 Dica: Calcule a força magnética usando a fórmula e compare as intensidades para cada partícula.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que a partícula que segue mais alinhada com as linhas do campo sofre a maior força, confundindo paralelismo com intensidade máxima. Na verdade, quando a velocidade é paralela ao campo, a força magnética é nula.
Por que engana: Confundir o efeito do ângulo na força magnética, escolhendo a partícula errada com base apenas na velocidade.
O aluno sabe que a força depende do ângulo, mas usa o cosseno no lugar do seno, ou lê o ângulo como o complementar do correto. Com isso, escolhe a partícula de maior cosseno, e não a de maior seno.
CORRETA. A alternativa C está correta porque a partícula P3 tem o ângulo θ que maximiza o seno (sen 90° = 1), resultando na maior força magnética.
O aluno usa a intuição do dia a dia de que a partícula que chega mais de frente ao campo sofre o maior impacto, sem considerar que a força depende do seno do ângulo e não da aparente inclinação visual. Essa intuição não corresponde à regra escolar da força magnética.
Raio-X da questão
força magnética em partículas
avaliacao
campo magnético e carga elétrica · força magnética e ângulo
estude a fórmula da força magnética e o efeito do ângulo entre velocidade e campo
Confundir o efeito do ângulo na força magnética, escolhendo a partícula errada com base apenas na velocidade.
tomada_decisao
cientifico
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