Gabarito disponível
Cinco cargas puntiformes idênticas q₁, q₂, q₃, q₄ e q₅ entram em um campo magnético uniforme B com velocidades, respectivamente, v₁, v₂, v₃, v₄ e v₅, de modo que essas velocidades formem, respectivamente, ângulos π/5, π/4, π/3, π/2 e 3π/4 com B (medidos em radianos). Além disso, a intensidade da força magnética sobre as cinco cargas é a mesma. Nessas condições, dentre os módulos das velocidades |vⱼ|, j = 1,2,3,4,5, o maior valor e o menor valor são, respectivamente, os das cargas:
Resolução comentada
Com F = qvB·senθ constante, v é inversamente proporcional a senθ; o maior v é onde senθ é mínimo.
Como F = |q|vB·senθ é igual para todas as cargas, v = F/(|q|B senθ), inversamente proporcional a senθ (cargas idênticas). Os senos são: π/5 ≈ 0,59; π/4 ≈ 0,71; π/3 ≈ 0,87; π/2 = 1; 3π/4 ≈ 0,71. O maior v é o de q1 (menor seno) e o menor v é o de q4 (seno máximo), alternativa C.
Análise das alternativas
Todas as outras alternativas trocam a ordem dos senos: o menor seno é o de π/5 (maior velocidade) e o maior seno é o de π/2 (menor velocidade). Por exemplo, q5 tem o mesmo seno de q2 e não é extremo, e q3 não é nem o maior nem o menor.
Referência: Força magnética sobre carga em movimento: F = |q|vB senθ.
Resolução comentada do VaiConcursos.