Um campo elétrico de
e um campo magnético perpendicular de 5,0 T agem sobre um elétron em movimento sem acelerá-lo. Qual é a velocidade do elétron?
Passo 1
Então, temos um elétron que está se movendo em um campo elétrico de
e em um campo magnético perpendicular de
. Queremos descobrir qual é a velocidade desse elétron quando ele não está acelerando. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de forças elétricas e magnéticas agindo sobre partículas carregadas.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que quando uma partícula carregada, como o elétron, está em um campo elétrico (
) e em um campo magnético (
) perpendiculares, ela sente duas forças diferentes:
-
Força Elétrica (
): Essa força é determinada pela fórmula: Onde:-
é a carga do elétron ( ) -
é a intensidade do campo elétrico.
-
-
Força Magnética (
): Essa força é dada por: Onde:-
é a velocidade do elétron. -
é a intensidade do campo magnético.
-
Passo 3
Como o elétron não está acelerando, isso significa que as forças elétrica e magnética estão se equilibrando, ou seja, a força elétrica está cancelando a força magnética:
Substituindo as fórmulas das forças, temos:
Passo 4
Podemos simplificar a equação dividindo ambos os lados por
:
Agora, queremos encontrar a velocidade
, então isolamos
:
Passo 5
Vamos substituir os valores fornecidos na fórmula:
Portanto:
Resposta
A velocidade do elétron é de
.