Um campo magnético uniforme está na direção
positiva. Uma partícula carregada positivamente está se movendo na direção
positiva através do campo. A força resultante na partícula pode ser zerada aplicando um campo elétrico em que direção?
Escolha uma opção:
a. Positivo
b. Negativo
c. Positivo
d. Negativo
e.
positivo
Escolha uma opção:
a. Positivo
b. Negativo
c. Positivo
d. Negativo
e.
Passo 1
Vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um campo magnético uniforme na direção positiva do eixo
. Uma partícula com carga positiva está se movendo na direção positiva do eixo
através desse campo. Queremos descobrir em qual direção devemos aplicar um campo elétrico para que a força resultante na partícula seja zero. Vamos precisar usar os conceitos de força magnética e força elétrica em partículas carregadas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que uma partícula carregada em movimento em um campo magnético sofre uma força magnética dada pela fórmula:
Onde:
-
é a carga da partícula, -
é a velocidade da partícula, -
é o campo magnético.
Além disso, se aplicarmos um campo elétrico, a partícula também sofrerá uma força elétrica dada por:
Passo 3
Queremos que a força resultante seja zero, ou seja, que a força elétrica anule a força magnética:
Passo 4
Vamos determinar a direção da força magnética. A partícula está se movendo na direção positiva de
(
) e o campo magnético está na direção positiva de
(
).
Aplicando o produto vetorial:
Portanto, a força magnética está na direção negativa de
.
Passo 5
Para que a força elétrica anule a força magnética, a força elétrica deve estar na direção oposta à força magnética. Já que a força magnética está na direção negativa de
, a força elétrica precisa estar na direção positiva de
.
Usando a relação
e sabendo que
é positivo, o campo elétrico
deve estar na direção positiva de
para que
seja na direção negativa de
.
Resposta
a. Positivo
Exercícios relacionados
Dois fios paralelos longos e retilíneos conduzem corrente em sentidos opostos. As correntes são
e os fios são separados por
. O campo magnético em tesla em um ponto na mediana entre os fios é:
Escolha uma opção:
a. 0
b.
c.
d.
e.
Escolha uma opção:
a. 0
b.
c.
d.
e.
As bobinas de Helmholtz são muito usadas em laboratório porque o campo magnético entre elas:
Escolha uma opção:
a. pode ser variado mais facilmente do que os campos de outras distribuições de corrente.
b. é particularmente forte
c. quase anula o campo magnético da Terra
d. é paralelo ao plano das bobinas
e. é quase uniforme
Escolha uma opção:
a. pode ser variado mais facilmente do que os campos de outras distribuições de corrente.
b. é particularmente forte
c. quase anula o campo magnético da Terra
d. é paralelo ao plano das bobinas
e. é quase uniforme
Há mais questões interessantes que podemos perguntar a respeito do problema anterior. Por exemplo: o coeficiente de transmissão é o mesmo se a partícula incidir pela esquerda com energia
e se ela incidir pela direita com a mesma energia? De fato, é o mesmo. E veja que não estamos assumindo que o potencial
seja simétrico.
Este problema consiste em provar esse resultado. Para isto, note que se , satisfazendo (1) e (2) for uma solução da equação de Schrödinger, seu complexo conjugado
também será, assim como também será solução qualquer combinação linear de
e
. Considere então uma combinação linear conveniente de
e
.
Este problema consiste em provar esse resultado. Para isto, note que se
Um elétron está se movendo para o norte em uma região onde o campo magnético está ao sul. A força magnética exercida sobre o elétron é:
Escolha uma opção:
a. zero
b. para cima
c. para baixo
d. para leste
e. para oeste
Escolha uma opção:
a. zero
b. para cima
c. para baixo
d. para leste
e. para oeste