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Questão 16 do IME 2026

Prova objetiva · Física · Física: Força magnética

Esquema com três linhas tracejadas horizontais e três verticais, definindo quatro quadrados. Uma partícula de carga $-Q$ está na interseção da linha vertical esquerda com a horizontal central, com velocidade $v$ indicada por uma seta horizontal para a direita. Os pontos A e B estão na linha horizontal superior, respectivamente entre as verticais esquerda e central e entre as verticais central e direita. O ponto C está na interseção da vertical direita com a horizontal central. Os pontos E e D estão na horizontal inferior, respectivamente entre as verticais esquerda e central e entre as verticais central e direita. À direita da malha há um fio vertical com corrente $i$ indicada por uma seta para cima.

Num determinado instante, uma partícula de carga negativa está com velocidade horizontal ortogonal a um fio infinito, por onde circula uma corrente elétrica constante, provocando na posição dela nesse instante um campo magnético de módulo B. Sabe-se que a partícula vai passar por um dos 5 pontos indicados na figura.

Observações:
• despreze os efeitos gravitacionais;
• as linhas tracejadas e o fio estão no mesmo plano;
• as linhas tracejadas desenhadas na figura definem 4 quadrados;
• caso o fio fosse substituído por um gerador de campo magnético constante de módulo B, ortogonal ao plano, a partícula descreveria uma circunferência de raio igual ao lado de cada quadrado.

A partícula passará então pelo ponto:

  1. A
    A
  2. B
    B
  3. C
    C
  4. D
    D
  5. E
    E
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Resolução comentada

Pela regra da mão direita, a corrente para cima produz, à esquerda do fio, um campo magnético saindo do plano. Para uma carga positiva com velocidade para a direita, \vec v\times\vec B apontaria para baixo. Como a carga é negativa, a força aponta para cima: a trajetória se curva em direção aos pontos A e B.

Seja a o lado de cada quadrado. No campo uniforme mencionado, o raio seria

a=\frac{mv}{QB}.

A circunferência teria centro diretamente acima da posição inicial e atingiria a linha superior na vertical central, entre A e B.

Mas o campo de um fio infinito não é uniforme:

B(r)=\frac{\mu_0 i}{2\pi r}.

Ao avançar para a direita, a partícula se aproxima do fio, de modo que o campo aumenta. A força magnética não altera o módulo da velocidade, pois é perpendicular a ela. Assim, o raio local de curvatura,
R=\frac{mv}{Q B(r)},

fica menor que a: a trajetória se curva mais intensamente que a circunferência de referência.

Consequentemente, seu avanço horizontal até a velocidade ficar vertical é menor que a. Ela não alcança a região de B nem a vertical de C. Como o enunciado garante a passagem por um dos pontos, o ponto acima e antes da vertical central é A.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa E engana quem aplica a regra da mão direita sem inverter o sentido da força para a carga negativa.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BFica além da vertical central, mas o campo crescente faz a partícula se curvar antes de alcançá-la.
  • CA partícula se desvia para cima e não alcança essa distância horizontal.
  • DEstá abaixo da posição inicial, contrariando o sentido inicial da força magnética.
  • EResulta de inverter o sentido da força, desconsiderando que a carga é negativa.

Assuntos: Força magnética, Campo magnético: ímãs e correntes.

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Fonte: IME 2026 · Prova objetiva. Prova oficial ↗