UFF. Física 2. Prova VS. 2022.1. Questão 14.
14) A câmara de bolhas representada na figura abaixo possui um campo magnético constante (estacionário e uniforme) , perpendicular à folha de papel. Uma partícula neutra, em repouso no centro da câmara, transforma-se (decai) em outras partículas, cujas trajetórias são mostradas na figura. Quanto à carga dessas partículas resultantes do decaimento, podemos afirmar que:
a) Todas as partículas , , e têm carga zero.
b) As partículas e têm cargas positivas, ao passo que as partículas e têm cargas negativas.
c) As partículas e têm cargas negativas, ao passo que as partículas e têm cargas positivas.
d) As partículas e têm cargas positivas, ao passo que as partículas e têm cargas negativas.
e) As partículas e têm cargas positivas, ao passo que as partículas e têm cargas negativas.
Passo 1
Fala aí!! Bem-vindo! Está tendo um pouco de dificuldades nessa questão? Não se preocupe vou fazer o máximo pra te ajudar. 😉👍
Nesse problema temos basicamente uma partícula neutra que está mergulhada em um campo magnético no sentido para dentro da tela.
Em um momento, a partícula se divide e se transforma em quatro partículas carregadas. Essas partículas começam a se mover seguindo os trajetos que vemos na imagem do enunciado.
Com isso, queremos saber quais partículas estão carregadas positivamente e quais estão carregadas negativamente.
Como respondemos isso? Tem alguma ideia? 🤔🤔
A única informação que temos, é o trajeto que cada partícula faz. Lembrando lá de física 1, a derivada do trajeto é a velocidade de uma partícula, correto? Podemos parafrasear essa ideia dizendo que a tangente da trajetória resulta na velocidade da partícula.
Sabemos que a força magnética que uma partícula carregada sofre é dada por
Ou seja, seguindo a regra da mão direita, colocando o dedo indicador na direção da velocidade e o dedo do meio na direção a , vamos ver que nosso dedão apontará para a força .
Entendeu? 😁
Passo 2
Mas o que tem a ver a força magnética com o que estamos procurando?
Perceba que na equação de , a regra da mão direita será válida apenas para as cargas positivas, já para as cargas negativas, a força apontará para o sentido contrário.
Se evidenciarmos as tangencias dos trajetos, temos as velocidades de cada partícula.
Fazendo a regra da mão direita, vemos que a força deve estar a á esquerda do vetor velocidade já que aponta para dentro da tela.
Entendeu essa parte? 👀
Passo 3
Dessa forma, adicionando um vetor nas condições que comentamos no passo anterior ( à esquerda de ).
Vamos obter
Retomando o que tínhamos dito, se a carga for positiva, a partícula seguirá a regra da mão direita com apontando à esquerda de .
Se uma partícula está em movimento e há uma força atuando sobre ela que aponta para a esquerda, qual será seu trajeto?
Certamente a partícula terá seu trejeito desviado para a esquerda.
Dessa forma podemos generalizar dizendo que as partículas que se desviam para a esquerda são positivas e as partículas que se desviam para a direita, são negativas.
Concorda com isso? 😉
Passo 4
Analisando as trajetórias, vemos que as partículas e se desviam para a esquerda, ou seja, seguem a regra da mão direita.
Já as partículas e se desviam para a direita, logo, não seguem a regra da mão direita.
Dessa forma, a demonstração correta dos vetores força magnética é dada por
Portanto, as partículas e são positivas e as partículas e são negativas!
Analisando as opções, vemos que a alternativa e) está correta!
É isso! Essa resolução te ajudou? Responde Aí! ✌
Resposta
e) As partículas e têm cargas positivas, ao passo que as partículas e têm cargas negativas.