Um elétron que se movimenta na direção positiva do eixo
que é perpendicular a um campo magnético sofre uma deflexão na direção negativa do eixo z. Qual é a direção do campo magnético?
Passo 1
Vamos resolver um problema de física que envolve o movimento de um elétron em um campo magnético. O enunciado diz que um elétron está se movendo na direção positiva do eixo
e, ao passar perpendicularmente por um campo magnético, ele sofre uma deflexão na direção negativa do eixo
. Nosso objetivo é descobrir qual é a direção desse campo magnético. Para resolver isso, vamos precisar entender a força magnética que atua sobre partículas carregadas em movimento, que é dada pela regra da mão direita e pela equação da força magnética.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da equação que descreve a força magnética (
) sobre uma carga em movimento:
Onde:
-
é a carga da partícula, -
é a velocidade da partícula, -
é o campo magnético, -
representa o produto vetorial.
No nosso caso, temos um elétron, que tem carga negativa (
), movendo-se na direção positiva do eixo
(
), e sofre uma força na direção negativa do eixo
(
).
Passo 3
Vamos substituir os valores conhecidos na equação da força magnética:
Podemos simplificar os sinais:
Multiplicando ambos os lados por ( -1 \ ):
Passo 4
Agora, queremos encontrar
. Vamos rearranjar a equação:
Entretanto, para determinar a direção de
, precisamos analisar o produto vetorial
que resulta em
.
Passo 5
Para que
seja igual a
, usando a regra da mão direita, precisamos que
esteja na direção positiva do eixo
. Isso porque:
Portanto,
deve ser na direção positiva de
.
Resposta
O campo magnético está direcionado na direção positiva do eixo
.