Um elétron que tem velocidade penetra num campo magnético . Determine o módulo, direção e o sentido da força sobre o elétron.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de física que envolve a força magnética exercida sobre um elétron em movimento. O conteúdo principal aqui é o campo magnético e a força de Lorentz, que descreve como partículas carregadas se movem dentro de campos magnéticos. Para resolver isso, vamos precisar usar a fórmula da força magnética e entender como calcular o produto vetorial entre a velocidade do elétron e o campo magnético.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da força magnética, conhecida como força de Lorentz:
onde:
é a força magnética,
é a carga da partícula (no caso, o elétron),
é a velocidade da partícula,
é o campo magnético,
representa o produto vetorial entre dois vetores.
Passo 3
Vamos identificar os valores dados no problema:
Sabemos que a carga do elétron é .
Passo 4
Agora, vamos calcular o produto vetorial . Usando as propriedades dos vetores:
Calculando o determinante:
Passo 5
Agora, aplicamos a fórmula da força de Lorentz:
O sinal negativo indica que a força está na direção oposta ao vetor .
Resposta
A força sobre o elétron tem módulo de , atua na direção negativa de (ou seja, para dentro da página) e seu sentido é oposto ao vetor resultante do produto vetorial devido à carga negativa do elétron.