Durante suas viagens, os aviões adquirem cargas elétricas de grande valor, devido ao atrito com o ar em alta velocidade. Porém, cargas elétricas em movimento num campo magnético externo, estão sujeitas a ação de uma força magnética. Um avião viajando com velocidade constante de 720 km/h fica eletrizado com carga elétrica de 30 C. Considerando que o campo magnético gerado pela Terra, na região do voo é de 20 mT e é perpendicular à velocidade do avião, o valor da força magnética a que a aeronave está submetida, em N, é:
Passo 1
Vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos um avião que está viajando a 720 km/h e adquiriu uma carga elétrica de 30 C devido ao atrito com o ar. Além disso, sabemos que o campo magnético da Terra na região do voo é de 20 mT e é perpendicular à velocidade do avião. Precisamos calcular a força magnética que atua na aeronave.
Para resolver isso, vamos usar a fórmula da força magnética sobre uma carga em movimento:
onde:
- $ F $ é a força magnética,
- $ q $ é a carga elétrica,
- $ v $ é a velocidade,
- $ B $ é o campo magnético,
- $ \theta $ é o ângulo entre a velocidade e o campo magnético.
Como o campo magnético é perpendicular à velocidade, $ \sin(\theta) = 1 $.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade de km/h para m/s:
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Calculando:
Resposta
A força magnética a que a aeronave está submetida é de 120 N.