UFF - Física 3 - P3 2016.1 - 4
Uma placa condutora quadrada se desloca com velocidade constante, perpendicularmente a um campo magnético uniforme como indicada na figura abaixo. Qual dos diagramas representa a distribuição de cargas no condutor?
Passo 1
Essa questão é legal para revisarmos alguns conceitos importantes. Primeiro, quando um condutor se move na presença de um campo, as cargas negativas e positivas que ele possui sofrem a ação de uma força. Por quê?
Vamos tentar resgatar algo que provavelmente você já viu antes em Física 3: quando uma partícula carregada se move na presença de um campo magnético e com velocidade , a força que ela sente é dada por
Essa expressão mostra que a força terá direção dado pelo produto vetorial . Agora, o sentido que dela dependerá do sinal da carga que estamos analisando. Este é exatamente o aspecto central desta questão!
Passo 2
Agora vamos olhar para a figura abaixo em que são representados os eixos e , sendo que este último está saindo do plano da página. Portanto, utilizando este sistema de coordenadas, podemos escrever o campo como e a velocidade como . Se substituímos esses dois vetores na expressão da força :
Mas, , o que nos dá o seguinte
isto é, a força está na direção , mas o sentido, ou seja, se está para esquerda ou direita, vai depender do sinal da carga .
Se , então,
Se , então,
Por essa razão, no caso da questão, as cargas negativas vão se acumular na extremidade esquerda da placa condutora e as cargas positivas à direita da placa, como indicado corretamente no item d).
Resposta
Portanto, a letra d) é a alternativa correta!