Questão 77 Fuvest 2020 - 1ª fase
Um solenoide muito longo é percorrido por uma corrente elétrica, conforme mostra a figura 1.
Em um determinado instante, uma partícula de carga positiva desloca‐se com velocidade instantânea perpendicular ao eixo do solenoide, na presença de um campo elétrico na direção do eixo do solenoide. A figura 2 ilustra essa situação, em uma seção reta definida por um plano que contém o eixo do solenoide.
O diagrama que representa corretamente as forças elétrica e magnética atuando sobre a partícula é:
| a) |
|
| b) |
|
| c) |
|
| d) |
|
| e) |
|
Para determinarmos a direção da força magnética que age sobre a carga elétrica devemos determinar a direção do campo magnético no interior da bobina. Para isso, podemos determinar o sentido do campo magnético gerado por uma corrente elétrica utilizando a "regra da mão direita", conforme esquematizado na figura abaixo.
Fazendo-se uso destra regra, podemos verificar que o campo elétrico produzido no interior do solenoide é da esquerda para a direita, conforme apresentado na figura a seguir:
Com isto, podemos determinar a velocidade a direção da força magnética que age sobre a partícula fazendo uso da "regra da mão esquerda", conforme apresentado abaixo.
https://www.cleanpng.com/png-fleming-s-left-hand-rule-for-motors-fleming-s-righ-1302066/
Por fim, podemos verificar que a força magnética sobre a partícula atua na vertical, de cima para baixo, conforme figura a seguir:
Para determinar a direção da força elétrica devemos lembrar que a direção do campo elétrico e da força elétrica são sempre as mesmas, mudando apenas o sentido: se a carga elétrica for positiva, o sentido da força elétrica é o mesmo do campo elétrico; se a carga for negativa, o sentido da força elétrica é oposto ao sentido do campo elétrico. Como a carga elétrica é positiva, a força elétrica atua da esquerda para a direita.
Portanto, verificamos que a alternativa A é a correta.