Questão 28 — Movimento de Cargas em Campo Magnético (Física) — Diretoria de Ensino da Marinha (DEnsM) · Marinha do Brasil 2014

Física Movimento de Cargas em Campo Magnético

Diretoria de Ensino da Marinha (DEnsM) 2014 Superior

Marinha do Brasil · Oficial do Quadro Técnico do Corpo Auxiliar da Marinha — Física · Caderno Amarela

Gabarito disponível

Uma carga -q, de massa m, é lançada em uma região de campo magnético B·k̂. No instante t=0s, a carga possui velocidade inicial v·î e está situada na origem de um sistema de coordenadas cartesianas. Os vetores î e k̂ são unitários nas direções dos eixos x e z, respectivamente. Após o intervalo de tempo de 3πm/qB, pode-se afirmar que a posição da carga no plano xy é:

Selecione uma alternativa A) (-mv/qB, mv/qB) B) (0, 2mv/qB) C) (mv/qB, mv/qB) D) (qB/mv, 0) E) (0,0)

Resolução comentada

Carga negativa em B·k̂ com v·î descreve circunferência; em 1,5 período volta ao ponto mais afastado: (0, 2mv/qB).

A força é F = -q(v×B) = -q·vB(î×k̂) = +qvB ĵ, então o centro da trajetória está em (0, R), com R = mv/qB. O período é T = 2πm/qB, e o intervalo 3πm/qB equivale a 1,5T. Em meio período a carga vai da origem ao ponto diametralmente oposto, (0, 2R). Após mais uma volta completa, ela volta a esse mesmo ponto: (0, 2mv/qB).

Análise das alternativas

A e C: são posições deslocadas em x, o que não ocorre, pois o centro está sobre o eixo y. D: tem dimensão errada (qB/mv é inverso de comprimento). E: seria a posição após um número inteiro de períodos, o que não é o caso.

Referência: Força magnética sobre carga em movimento (F = qv×B); movimento circular uniforme em campo magnético.

Resolução comentada do VaiConcursos.