Questão 90 (CFS 1) da EEAR 2020

Question

– A figura a seguir representa um equipamento experimental para verificar a influência de um campo magnético uniforme em cargas elétricas em movimento. O equipamento é formado por uma fonte emissora de partículas alfa, dois ímãs e um anteparo (alvo).

Sabendo-se que:

as partículas alfa possuem carga positiva;
as partículas são emitidas pela fonte com alta velocidade e em trajetória retilínea;
a região entre os ímãs forma uma região de campo magnético uniforme; e
se o feixe de partículas for emitido sem a influência dos ímãs as partículas atingirão o anteparo no centro do alvo (ponto entre as regiões A, B, C e D).

Considerando que as partículas alfa estão sujeitas apenas à força magnética sobre as cargas elétricas em movimento, pode-se concluir corretamente que após passarem pela região de campo magnético uniforme, as partículas atingirão o alvo na região ______.

Esquema experimental mostrando uma fonte de partículas alfa que emite um feixe horizontal passando entre dois ímãs sobrepostos com polos norte voltados para cima e polos sul para baixo, em direção a um anteparo com quatro regiões identificadas: B acima, D abaixo, A à esquerda e C à direita.

A
A
B
B
C
C
D
D

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 90 (CFS 1) da EEAR 2020

CFS 1 · Física: Força magnética

– A figura a seguir representa um equipamento experimental para verificar a influência de um campo magnético uniforme em cargas elétricas em movimento. O equipamento é formado por uma fonte emissora de partículas alfa, dois ímãs e um anteparo (alvo).

Sabendo-se que:

as partículas alfa possuem carga positiva;
as partículas são emitidas pela fonte com alta velocidade e em trajetória retilínea;
a região entre os ímãs forma uma região de campo magnético uniforme; e
se o feixe de partículas for emitido sem a influência dos ímãs as partículas atingirão o anteparo no centro do alvo (ponto entre as regiões A, B, C e D).

Considerando que as partículas alfa estão sujeitas apenas à força magnética sobre as cargas elétricas em movimento, pode-se concluir corretamente que após passarem pela região de campo magnético uniforme, as partículas atingirão o alvo na região ______.

Esquema experimental mostrando uma fonte de partículas alfa que emite um feixe horizontal passando entre dois ímãs sobrepostos com polos norte voltados para cima e polos sul para baixo, em direção a um anteparo com quatro regiões identificadas: B acima, D abaixo, A à esquerda e C à direita.

A
A
B
B
C
C
D
D

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

O campo magnético entre os ímãs aponta do polo norte do ímã inferior para o polo sul do ímã superior. Portanto, nessa região, o campo é vertical e dirigido para cima.

A direção do desvio é determinada pela força magnética:

\vec{F}_m=q\,\vec{v}\times\vec{B}.

Como as partículas alfa têm carga positiva, a força tem o mesmo sentido do produto vetorial \vec{v}\times\vec{B}.

Para aplicar a regra da mão direita, aponte os dedos no sentido da velocidade, da fonte para o alvo, e curve-os no sentido do campo magnético, para cima. O polegar indica a força: para fora do plano da figura, em direção ao observador.

Observe a perspectiva do alvo: esse sentido corresponde ao lado identificado pela região C, e não às regiões acima ou abaixo do centro.

Enquanto atravessam o campo, as partículas têm sua trajetória curvada pela força magnética. Ao sair dessa região, deixam de sofrer essa força e seguem em linha reta, na direção que adquiriram, atingindo C.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

AInverte o sentido da força magnética, como se as partículas tivessem carga negativa.
BColoca o desvio no sentido do campo, mas a força magnética é perpendicular a ele.
DColoca o desvio no sentido oposto ao campo, mas a força magnética é perpendicular a ele.

Assunto: Força magnética.

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Questão 90 no caderno CFS 1 da EEAR 2020

Fonte: EEAR 2020 · CFS 1. Prova oficial ↗