UFRJ- Física 3 - PF 2017.2 - DIURNO - 9
Uma partícula de carga tem, em um dado instante, velocidade igual a . Nesse instante, a partícula está submetida a um campo elétrico dado por e a um campo magnético dado por , ambos uniformes e estacionários. Nessa situação, qual deve ser a razão para que a partícula se desloque em movimento retilíneo uniforme?
Passo 1
A primeira coisa que precisamos nos lembrar é que, no movimento retilíneo uniforme (vulgo MRU), as partículas estão paradas ou se movem com velocidade constante. Isso significa, pela segunda lei de Newton, que a força resultante sobre tais partículas deve ser nula
Neste problema que estamos resolvendo agora, quais são as forças atuando sobre a partícula com carga ?
Passo 2
Bom, como a partícula possui carga , ela sente a presença do campo elétrico . Ela sentiria a presença desse campo ainda que estivesse parada ( ), pois, nesse caso, a força é dada por
que claramente não depende da velocidade de .
Agora, se está em movimento, ou seja, tem e está na presença dos dois campos e , então temos duas forças atuando, que são a elétrica e a magnética , sendo que esta claramente depende da velocidade constante da carga .
A força resultante, portanto, é a soma vetorial dessas duas forças:
Passo 3
Como , só precisamos saber como fica o produto vetorial . Portanto, temos que realizar o seguinte cálculo
Como , pois são vetores paralelos e iguais, e , temos que
Substituindo na expressão para a força resultante , chegamos a
O vetor força resultante só é nulo se o que está entre parênteses for zero, ou seja,
que conclui nossa solução.
Resposta
Portanto, a resposta correta é a letra a) .