Questão 105 — ENEM 2021Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• Matérias: Física → eletromagnetismo; força magnética (Lorentz); regra da mão
• Nível: Difícil
• Gabarito: A

Passo 1 — Leitura

• Comando: "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…"
• Palavras-chave: cargas iguais em módulo e sinais contrários; haste rígida isolante na forma de haltere; campo magnético horizontal uniforme da esquerda para a direita; movimenta sob ação da gravidade; visto de cima, no mesmo sentido da aceleração da gravidade.

Passo 2 — Conceitos

• Força magnética (Lorentz): F = q·v×B. Seu módulo é igual para as duas cargas (mesma |q|, mesma v, mesmo B), e a direção é perpendicular a v e a B.
• Cargas opostas: como os sinais são contrários, as forças magnéticas sobre as duas esferas têm sentidos opostos entre si.

Passo 3 — Decodificação

• Evidência 1: ambas as cargas caem com a mesma velocidade v (no sentido da gravidade) dentro do mesmo campo B → mesma intensidade de força em cada uma.
• Evidência 2: v×B é igual para as duas, mas a carga positiva sente F num sentido e a negativa sente F no sentido oposto (F = q·v×B muda de sinal com q).
• Síntese: o diagrama correto mostra duas forças de mesmo módulo e sentidos opostos sobre as esferas (gerando torque no haltere), perpendiculares a v e B.

Passo 4 — Resolução

Como |q|, v e B são iguais para as duas esferas, os módulos das forças magnéticas são iguais. Por terem sinais opostos, as forças apontam em sentidos contrários (conforme a orientação de v×B). O diagrama que representa esse par de forças iguais e opostas, perpendiculares a v e a B, é a alternativa A.

Passo 5 — Análise

> As cinco alternativas são diagramas de vetores força ([IMG]). A análise confronta cada esquema com o resultado de F = q·v×B para as duas cargas opostas.

A) [forças de mesmo módulo e sentidos opostos sobre as duas esferas]. ✅ Coerente com F = q·v×B: módulos iguais (mesma |q|, v, B) e sentidos opostos (cargas contrárias).

B) [forças no mesmo sentido]. ❌ Cargas opostas dão forças em sentidos contrários, não no mesmo sentido.

C) [forças de módulos diferentes]. ❌ Mesma |q|, v e B → módulos iguais; não podem diferir.

D) [forças paralelas a v ou a B]. ❌ A força magnética é perpendicular a v e a B; não pode ser paralela.

E) [forças nulas/ausentes]. ❌ Com v perpendicular a B (carga em movimento no campo), a força não é nula no instante inicial.

Gabarito: A

Passo 6 — Dica

• Padrão: duas cargas opostas, mesma v e B → forças de mesmo módulo e sentidos opostos (perpendiculares a v e B).
• Dica rápida: trocou o sinal da carga, troca o sentido de F = q·v×B; mesma intensidade.
• Conexões: força de Lorentz; regra da mão direita; torque em dipolo; eletromagnetismo.

> Observação: a questão e as cinco alternativas são diagramas vetoriais ([IMG]) vistos de cima. A resolução foi construída por F = q·v×B (forças iguais e opostas para cargas contrárias); a escolha final exige conferência visual da orientação dos vetores nos diagramas originais.