Em que direção e sentido atua a força magnética sobre um elétron que se move no sentido positivo do eixo x, em presença de um campo magnético orientado segundo o sentido positivo do eixo z ?
e) Pode ser explicado, mas não corresponde a nenhuma das alternativas anteriores.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão está perguntando em que direção e sentido atua a força magnética sobre um elétron que está se movendo na direção positiva do eixo e está dentro de um campo magnético orientado na direção positiva do eixo . Para resolver isso, vamos usar o conceito de força de Lorentz, que é fundamental na matéria de eletromagnetismo.

Passo 2

Primeiro, precisamos lembrar a fórmula da força magnética sobre uma carga em movimento, que é dada por:
F = q , v times B
Aqui, é a força, é a carga do elétron, é a velocidade do elétron, e é o campo magnético.

Passo 3

Vamos identificar cada parte:
  • A carga do elétron é negativa, então .
  • A velocidade está na direção positiva do eixo , então .
  • O campo magnético está na direção positiva do eixo , então .

Passo 4

Agora, vamos calcular o produto vetorial v times B = vx , i times Bz , k = vx Bz , (i times k) :
v times B = -vx Bz , j
Sabemos que , então:

Passo 5

Substituindo de volta na fórmula da força:
F = q , (v times B) = (-e) times (-vx Bz , j) = e vx Bz , j
Isso significa que a força está na direção positiva do eixo .

Passo 6

Então, a força magnética sobre o elétron está atuando na direção positiva do eixo . O sentido é positivo porque, apesar da carga ser negativa, o produto dos sinais na equação resultou em uma força na direção .

Resposta

A força magnética atua na direção positiva do eixo .

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