Três partículas são lançadas perpendicularmente a esse campo magnético com a mesma velocidade v, constante. Assim, é correto afirmar que:
- As forças que atuam sobre as partículas 1 e 2 são perpendiculares ao plano determinado por v e
.
- O único efeito das forças que atuam sobre as partículas 1 e 2 é o aumento da velocidade escalar das partículas ao entrarem na região do campo v e B.
- A partícula 3 não sofre desvio de trajetória ao entrar no campo v e B porque ela apresenta excesso de carga elétrica.
- A razão entre a massa e a carga da partícula 2 é maior que a da partícula 1.
- A partícula 2 possui carga positiva.
Some os itens corretos.
Some os itens corretos.
Passo 1
Beleza! Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos três partículas lançadas perpendicularmente a um campo magnético com a mesma velocidade constante
. Precisamos analisar as afirmações de 1 a 5 sobre o comportamento dessas partículas nesse cenário e somar os itens que estão corretos. Para resolver isso, vamos lembrar de conceitos de força magnética e como ela atua em partículas carregadas em movimento.
Passo 2
Afirmação 1: As forças que atuam sobre as partículas 1 e 2 são perpendiculares ao plano determinado por
e
.
A força magnética
em uma partícula carregada é dada por:
Essa força é perpendicular tanto à velocidade
quanto ao campo magnético
, ou seja, é perpendicular ao plano formado por
e
. Portanto, essa afirmação está correta.
Passo 3
Afirmação 2: O único efeito das forças que atuam sobre as partículas 1 e 2 é o aumento da velocidade escalar das partículas ao entrarem na região do campo
e
.
A força magnética realiza trabalho sobre a partícula apenas se houver uma componente na direção do deslocamento. No caso da força magnética
ser sempre perpendicular à velocidade
, o trabalho realizado é zero. Portanto, a velocidade escalar
das partículas não aumenta devido à força magnética; na verdade, a direção da velocidade muda, mas sua magnitude permanece constante. Logo, essa afirmação está errada.
Passo 4
Afirmação 3: A partícula 3 não sofre desvio de trajetória ao entrar no campo
e
porque ela apresenta excesso de carga elétrica.
Na verdade, a força magnética só atua sobre partículas que possuem carga elétrica. Se a partícula 3 não sofre desvio, isso indica que ela não possui carga elétrica (ou seja, é neutra). A afirmação diz o contrário, que a neutralidade é devido a um “excesso de carga elétrica”, o que não faz sentido. Portanto, essa afirmação está errada.
Passo 5
Afirmação 4: A razão entre a massa e a carga da partícula 2 é maior que a da partícula 1.
A trajetória das partículas em um campo magnético depende da relação
, onde
é a massa e
é a carga. Se a partícula 2 tem uma maior razão
que a partícula 1, isso significa que, para a mesma velocidade, a partícula 2 terá um raio de curvatura maior, ou seja, menos desvio. Sem informações contrárias, podemos assumir que essa afirmação está correta.
Passo 6
Afirmação 5: A partícula 2 possui carga positiva.
Não há informações suficientes na questão para determinar o sinal da carga das partículas. A direção da força depende do sinal da carga, mas como não há dados específicos sobre isso, não podemos confirmar se a partícula 2 possui carga positiva. Portanto, essa afirmação está errada.
Resposta
Os itens corretos são os 1 e 4. A soma dos itens corretos é
.
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