Questão 109 do ENEM 2025 — Física
A Figura 1 apresenta o esquema de um tubo de imagem em que um filamento, na posição A, libera elétrons por efeito termiônico. Esses elétrons formam um feixe estreito, que é acelerado por campos elétricos em direção à parte interna da tela. Nesse caminho, o feixe de elétrons passa por outro campo elétrico, na região B, atingindo, em seguida, a parte interna da tela do tubo, a qual é recoberta por um material que emite luz ao receber o impacto dos elétrons.
Na Figura 2, a carga negativa representa o feixe de elétrons que é acelerado e, posteriormente, atinge um ponto da tela. O campo elétrico na região B apresenta a seguinte configuração:
Figura 2
Grupo de Reelaboração do Ensino de Física. Física 3: eletromagnetismo. São Paulo: Edusp, 2000 (adaptado).
Nessa situação, qual ponto da tela será atingido pelo feixe de elétrons?
Resolução comentada
A questão cobra a força que um campo elétrico exerce sobre uma carga em movimento, e a trajetória resultante. O enunciado informa que o feixe é de elétrons (carga negativa) e que, na região B, eles entram com velocidade horizontal, para a direita, num campo elétrico uniforme vertical cujas linhas apontam para cima. A figura da tela mostra cinco pontos: o 5 no centro, o 1 acima, o 2 abaixo, o 3 à direita e o 4 à esquerda.
A força elétrica é F = qE. Para carga positiva, a força tem o mesmo sentido do campo; para carga negativa, o sentido é oposto ao do campo. Como o campo aponta para cima e a carga é negativa, a força sobre cada elétron aponta para baixo. A velocidade horizontal não muda de direção por ação dessa força vertical: o elétron segue avançando para a direita, mas é desviado continuamente para baixo, descrevendo uma curva parecida com a de um lançamento horizontal.
Com isso, o feixe sai da região B desviado para baixo e atinge a tela abaixo do centro, no ponto 2. O ponto 1 seria correto se a carga fosse positiva, o erro mais comum de quem esquece o sinal do elétron. Os pontos 3 e 4 exigiriam um campo horizontal, já que a deflexão ocorre na direção do campo. O ponto 5 corresponderia à ausência de força, o que contradiz a existência do campo na região B.