O movimento de partículas carregadas em campos magnéticos é explicado a partir do conceito de força magnética…
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
O movimento de partículas carregadas em campos magnéticos é explicado a partir do conceito de força magnética, desenvolvido por H. Lorentz e outros físicos. Sobre o conceito de força magnética, é correto afirmar: (UFPR 2006)
- A) Se uma partícula carregada entrar num campo magnético uniforme, de tal forma que sua velocidade inicial seja perpendicular ao campo, então sua trajetória será um círculo cujo raio é inversamente proporcional ao módulo da carga.
- B) A direção da força magnética sobre uma partícula carregada é sempre paralela à direção do campo magnético e perpendicular à direção da velocidade da partícula.
- C) Quando dois fios retilíneos muito longos e paralelos, separados por uma distância d, conduzirem correntes elétricas de mesma intensidade e de mesmo sentido, aparecerá uma força magnética repulsiva entre eles.
- D) Entre duas partículas carregadas em movimento somente atuam forças magnéticas.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A força magnética sobre uma partícula de carga q, com velocidade v, em um campo magnético uniforme de intensidade B, tem módulo F = |q| v B sen(theta), em que theta é o ângulo entre v e B. Ela é sempre perpendicular ao plano formado por v e B (regra da mão direita). Passo 2: Quando a velocidade é perpendicular ao campo, sen(theta) = 1 e a força tem módulo |q| v B. Como essa força é sempre perpendicular à velocidade, ela só muda a direção do movimento e funciona como resultante centrípeta. Passo 3: Igualando a força magnética à resultante centrípeta, temos |q| v B = m v^2 / R, o que dá R = m v / (|q| B). Assim, o raio é inversamente proporcional ao módulo da carga, como afirma a alternativa A, e a trajetória é circular. Passo 4: A alternativa A está correta e é o gabarito. Passo 5: A alternativa B está errada, pois a força magnética é perpendicular ao campo magnético e também perpendicular à velocidade, nunca paralela ao campo. Passo 6: A alternativa C está errada, pois correntes paralelas de mesmo sentido se atraem, e a repulsão ocorre quando os sentidos são opostos. Passo 7: A alternativa D está errada, pois cargas em movimento também interagem por forças elétricas, que não dependem do movimento; a força magnética é apenas uma parte da interação.
💡 Dica: Relembre o conceito de força magnética e suas propriedades.
Alternativa por alternativa
CORRETA. A partícula carregada que entra perpendicularmente em um campo magnético uniforme descreve uma trajetória circular, cujo raio é inversamente proporcional ao módulo da carga, conforme a fórmula r = mv/(qB).
O aluno acredita que a força magnética tem a mesma direção do campo magnético, confundindo-a com a direção do próprio campo. Ele esquece que a força é perpendicular ao campo e à velocidade.
O aluno aplica a regra de que cargas de mesmo sinal se repelem para correntes de mesmo sentido, transferindo a ideia da interação elétrica para os fios. Ele não reconhece que correntes paralelas de mesmo sentido se atraem.
O aluno supõe que, quando as cargas estão em movimento, a única interação entre elas é a magnética, esquecendo que as forças elétricas continuam atuando entre cargas em movimento.
Raio-X da questão
força magnética em partículas
diagnostico
campo magnético · força elétrica
Estude o conceito e propriedades da força magnética de Lorentz.
Confundir força magnética com força elétrica ou esquecer que ela atua perpendicularmente à velocidade.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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