Um elétron está localizado no equador magnético da Terra a 1000 m de altitude. Em que direção é a força magnética sobre ele quando sua velocidade é para o sul? para cima.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um elétron localizado no equador magnético da Terra, a 1000 metros de altitude. A gente precisa descobrir para qual direção a força magnética vai atuar sobre ele quando sua velocidade está para o sul ou para cima. Para resolver isso, vamos usar os conceitos de força magnética, que envolve a interação entre a carga elétrica, o campo magnético da Terra e a velocidade do elétron. Vamos precisar aplicar a Regra da Mão Direita ajustada para cargas negativas e usar a fórmula da força magnética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da força magnética:
Onde:
-
é a força magnética. -
é a carga elétrica (para um elétron, C). -
é a velocidade do elétron. -
é o campo magnético da Terra.
Passo 3
No equador magnético da Terra, o campo magnético está horizontal e aponta aproximadamente para o norte. Vamos considerar que
aponta para o norte.
Passo 4
Agora, vamos analisar os dois casos da velocidade do elétron:
-
Velocidade para o sul (
aponta para o sul): - Usando a Regra da Mão Direita, apontamos o dedo indicador na direção de
(sul) e o dedo médio na direção de (norte). - O polegar indica a direção da força para uma carga positiva. Porém, como o elétron tem carga negativa, a força será na direção oposta.
- Neste caso, a força resultante estará apontando para baixo.
- Usando a Regra da Mão Direita, apontamos o dedo indicador na direção de
-
Velocidade para cima (
aponta para cima): - Apontamos o dedo indicador na direção de
(para cima) e o dedo médio na direção de (norte). - Novamente, para carga positiva, a força apontaria para o leste. Mas como é um elétron, a força será para o oeste.
- Apontamos o dedo indicador na direção de
Passo 5
Resumindo:
- Quando a velocidade do elétron é para o sul, a força magnética atua para baixo.
- Quando a velocidade do elétron é para cima, a força magnética atua para oeste.
Resposta
A força magnética sobre o elétron atua para baixo quando sua velocidade é para o sul e para oeste quando sua velocidade é para cima.