Questão 134 Enem 2021 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza
Duas esferas carregadas com cargas iguais em módulo e sinais contrários estão ligadas por uma haste rígida isolante na forma de haltere. O sistema se movimenta sob ação da gravidade numa região que tem um campo magnético horizontal uniforme , da esquerda para a direita. A imagem apresenta o sistema visto de cima para baixo, no mesmo sentido da aceleração da gravidade que atua na região.
Visto de cima, o diagrama esquemático das forças magnéticas que atuam no sistema, no momento inicial em que as cargas penetram na região de campo magnético, está representado em
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Consideração inicial.
O enunciado da questão não informa qual o sentido do movimento do dipolo. É informado que ele está sob ação da força gravitacional, porém ele pode estar em movimento ascendente e retardado ou em movimento descendente e acelerado. Sem saber o sentido do vetor velocidade é impossível determinar o sentido das forças magnéticas atuando em cada uma das cargas do dipolo. Em vista disto, a resposta para o problema não é única.
A resolução que segue abaixo assume que o dipolo se move no sentido da gravidade (queda acelerada), porém ressaltamos que esta não é a única possibilidade.
Resolução.
Para determinar o sentido das forças magnéticas em cada carga, pode-se aplicar a regra da mão esquerda, válida para cargas positivas (para partículas negativas, basta inverter o sentido da força determinado pela regra). A figura abaixo indica esta regra.
Para a partícula positiva, seguindo a vista fornecida no enunciado:
1 - o dedo médio (velocidade) está apontando para baixo;
2 - o dedo indicador (campo magnético) está apontando para a direita;
3 - o dedo polegar (força magnética) fica apontando para baixo na figura (não para baixo no sentido da velocidade).
Para a partícula negativa, seguindo a vista fornecida no enunciado:
1 - o dedo médio (velocidade) está apontando para baixo;
2 - o dedo indicador (campo magnético) está apontando para a direita;
3 - o dedo polegar (força magnética) fica apontando para baixo na figura, portanto a força na carga negativa se opõe ao polegar, apontando para cima na figura.
Esta análise levaria o candidato a concluir que a alternativa a é a correta.
Observação.
O enunciado não deixa claro qual o movimento ou a trajetória do objeto. Se o objeto fosse lançado para cima, o vetor velocidade estaria saindo do plano de leitura e isto resultaria em um movimento retardado, já que a aceleração da gravidade tem sentido oposto. A aplicação da regra da mão esquerda mostrada acima levaria à situação mostrada na alternativa e, com as forças invertidas dada a inversão da velocidade. Devido à falta de informação a respeito das condições iniciais do problema, entendemos que esta questão deveria ser anulada.