Um elétron num tubo de raios catódicos está se movendo paralelamente ao eixo do tubo com velocidade 107 m/s. Aplicando-se um campo de indução magnética de 2T, paralelo ao eixo do tubo, a força magnética que atua sobre o elétron vale:
a) 3,2 x 10-12 N
b) nula
c) 1,6 x 10-12 N
d) 1,6 x 10-26 N
e) 3,2 x 10-26 N
a) 3,2 x 10-12 N
b) nula
c) 1,6 x 10-12 N
d) 1,6 x 10-26 N
e) 3,2 x 10-26 N
Passo 1
Beleza, temos aqui um elétron se movendo paralelamente ao eixo de um tubo de raios catódicos com uma velocidade de
m/s. A gente precisa descobrir qual é a força magnética que atua sobre esse elétron quando aplicamos um campo magnético de 2T, também paralelo ao eixo do tubo. Para resolver isso, vamos usar a teoria da força magnética sobre partículas carregadas, que envolve a velocidade do elétron, o campo magnético e a direção desses vetores.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da força magnética (
) que age sobre uma carga (
) em movimento. A fórmula é:
Aqui,
é a velocidade do elétron e
é o campo magnético. O símbolo
indica o produto vetorial, que depende do ângulo entre os vetores de velocidade e campo magnético.
Passo 3
A magnitude dessa força pode ser calculada por:
Onde:
-
é a carga do elétron ( C), -
é a velocidade ( m/s), -
é a magnitude do campo magnético (2T), -
é o ângulo entre e .
Passo 4
No enunciado, diz que o elétron está se movendo paralelamente ao campo magnético. Isso significa que o ângulo
entre
e
é 0 graus.
Passo 5
Como o ângulo
é 0, o seno de 0 é 0:
Então, a equação da força fica:
Resposta
A força magnética que atua sobre o elétron é nula (opção b).