Um campo magnético não pode:
A. exercer uma força sobre uma partícula.
B. mudar a velocidade de uma partícula carregada.
C. mudar o momento linear de uma partícula carregada.
D. mudar a energia cinética de uma partícula carregada.
E. mudar a trajetória de uma partícula carregada.

Passo 1

O enunciado pergunta o que um campo magnético não pode fazer. O conteúdo envolve a força de Lorentz e o trabalho realizado por essa força. Vamos usar a expressão da força magnética e o fato de que ela é sempre perpendicular à velocidade da partícula carregada.

Passo 2

A força magnética sobre uma partícula de carga q com velocidade \mathbf{v} em um campo \mathbf{B} é dada pela lei de Lorentz:
\mathbf{F} = q\,\mathbf{v}\times \mathbf{B}.
Como produto vetorial, \mathbf{F} é sempre perpendicular a \mathbf{v}.

Passo 3

Uma força perpendicular à velocidade não realiza trabalho sobre a partícula, pois
W = \int \mathbf{F}\cdot d\mathbf{r} =\int \mathbf{F}\cdot \mathbf{v}\,dt =0.
Logo, a energia cinética K (que depende de \tfrac12 m v^2) não se altera.

Passo 4

Analisando cada opção:
  • A: o campo magnético pode exercer força (se v não for paralelo a B), logo A é falsa como resposta.
  • B: embora não mude o módulo de \mathbf{v}, muda sua direção, então muda a velocidade (vetor) — B é falsa.
  • C: o momento linear \mathbf{p}=m\mathbf{v} muda de direção, logo C é falsa.
  • D: como mostramos, não faz trabalho e não muda a energia cinética — D é verdadeira.
  • E: muda a trajetória (o movimento circular é exemplo), então E é falsa.

Resposta

D. o campo magnético não pode mudar a energia cinética de uma partícula carregada.

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