Questão 105 do ENEM 2021 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos determinar a direção e o sentido da força magnética que atua sobre cada esfera carregada. A força magnética sobre uma carga em movimento é dada pela força de Lorentz:

$\vec{F} = q\,(\vec{v} \times \vec{B})$

Onde:

• $q$ é a carga elétrica (com seu sinal);
• $\vec{v}$ é o vetor velocidade da carga;
• $\vec{B}$ é o vetor campo magnético.

Identificando os vetores

Velocidade ($\vec{v}$): o enunciado diz que a figura é vista de cima para baixo, no mesmo sentido da aceleração da gravidade $\vec{g}$. Como o sistema cai sob ação da gravidade, ele se move para dentro do plano da página. Logo, a velocidade $\vec{v}$ das cargas aponta entrando no plano da página.

Campo magnético ($\vec{B}$): o campo é horizontal e uniforme, apontando da esquerda para a direita.

Aplicando a regra da mão direita

Para achar $\vec{v} \times \vec{B}$, usamos a regra da mão direita:

• o polegar aponta no sentido de $\vec{v}$ (entrando na página);
• os outros dedos apontam no sentido de $\vec{B}$ (para a direita);
• a palma dá o sentido da força para uma carga positiva; as costas da mão, para uma carga negativa.

Carga positiva ($+q$): com o polegar para dentro da tela e os dedos para a direita, a palma fica voltada para baixo. A força sobre a esfera positiva aponta para baixo (no plano da página).

Carga negativa ($-q$): a mesma configuração, mas o sinal negativo inverte o resultado. A força sobre a esfera negativa aponta para cima (no plano da página).

Conclusão

O diagrama correto mostra a força apontando para baixo na carga positiva e para cima na carga negativa — vetores em sentidos opostos, perpendiculares tanto a $\vec{v}$ quanto a $\vec{B}$. Essa configuração corresponde à Alternativa A.