(UFMS) Uma partícula com carga elétrica está em uma região onde existe um campo magnético uniforme. É correto afirmar que
a) a força magnética sobre a partícula será nula somente se a partícula estiver em repouso.
b) a força magnética poderá aumentar ou diminuir a energia cinética da partícula.
c) se a velocidade da partícula e o campo magnético tiverem a mesma direção, a força magnética sobre a partícula será nula.
d) se a velocidade da partícula e o campo magnético forem perpendiculares, a força magnética sobre a partícula será nula.
e) se a velocidade da partícula e o campo magnético forem perpendiculares, a trajetória da partícula será retilínea.
a) a força magnética sobre a partícula será nula somente se a partícula estiver em repouso.
b) a força magnética poderá aumentar ou diminuir a energia cinética da partícula.
c) se a velocidade da partícula e o campo magnético tiverem a mesma direção, a força magnética sobre a partícula será nula.
d) se a velocidade da partícula e o campo magnético forem perpendiculares, a força magnética sobre a partícula será nula.
e) se a velocidade da partícula e o campo magnético forem perpendiculares, a trajetória da partícula será retilínea.
Passo 1
O enunciado trata de uma partícula de carga elétrica movendo-se numa região de campo magnético uniforme e pede para identificar qual afirmação sobre a força magnética é correta. Vamos usar o conteúdo de força de Lorentz, mais especificamente a parte magnética, e lembrar que ela depende do ângulo entre a velocidade
e o campo
.
Passo 2
A força magnética sobre uma carga
é dada por
. Em módulo temos:
onde
é o ângulo entre
e
. Assim
quando
(ou seja,
ou
) ou quando
.
Passo 3
Analisando as alternativas:
– (a) “a força magnética será nula somente se a partícula estiver em repouso.”
Falsa: além de , temos
sempre que
for paralelo a
, pois aí
.
Falsa: além de
– (b) “a força magnética poderá aumentar ou diminuir a energia cinética da partícula.”
Falsa: como , não há trabalho magnético e a energia cinética (velocidade) não muda.
Falsa: como
Passo 4
Continuando a verificação:
– (c) “se a velocidade da partícula e o campo magnético tiverem a mesma direção, a força magnética sobre a partícula será nula.”
Verdadeira, pois aí e
.
Verdadeira, pois aí
– (d) “se a velocidade da partícula e o campo magnético forem perpendiculares, a força magnética será nula.”
Falsa, porque aí e
, dando força máxima.
Falsa, porque aí
– (e) “se a velocidade da partícula e o campo magnético forem perpendiculares, a trajetória da partícula será retilínea.”
Falsa: para a força é centrípeta e a partícula descreve trajetória circular (se só houver componente perpendicular).
Falsa: para
Resposta
(c) se a velocidade da partícula e o campo magnético tiverem a mesma direção, a força magnética sobre a partícula será nula.