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.
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
com velocidade
em um campo
é dada pela lei de Lorentz:
Como produto vetorial,
é sempre perpendicular a
.
Passo 3
Uma força perpendicular à velocidade não realiza trabalho sobre a partícula, pois
Logo, a energia cinética
(que depende de
) não se altera.
Passo 4
Analisando cada opção:
- A: o campo magnético pode exercer força (se
não for paralelo a ), logo A é falsa como resposta. - B: embora não mude o módulo de
, muda sua direção, então muda a velocidade (vetor) — B é falsa. - C: o momento linear
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.