Os elétrons de um tubo de televisão têm uma energia cinética de 1.2 keV . O tubo está orientado de modo que os elétrons se movam horizontalmente do sul magnético para o norte magnético. A componente vertical do campo magnético da Terra aponta para baixo e tem módulo de
. (b) Qual a aceleração de um elétron devida ao campo magnético?
Passo 1
Vamos resolver o problema que pergunta qual é a aceleração de um elétron causada pelo campo magnético da Terra. Para isso, vamos usar conceitos de física relacionados à força magnética e à segunda lei de Newton. Precisaremos conhecer a energia cinética dos elétrons, a velocidade deles, a intensidade do campo magnético e a carga e massa do elétron.
Passo 2
Primeiro, precisamos encontrar a velocidade dos elétrons. Sabemos que a energia cinética (
) dos elétrons é de 1,2 keV. Vamos converter essa energia para joules para facilitar os cálculos:
Passo 3
A energia cinética também pode ser expressa pela fórmula:
Onde:
-
é a massa do elétron ( ) -
é a velocidade do elétron
Vamos isolar
:
Passo 4
Agora, vamos calcular a força magnética que atua sobre o elétron. A força magnética (
) em uma carga em movimento é dada por:
Onde:
-
é a carga do elétron ( ) -
é a velocidade do elétron ( ) -
é a intensidade do campo magnético ( ) -
é o ângulo entre a direção do movimento e o campo magnético. Como os elétrons se movem horizontalmente e o campo magnético é vertical, , então .
Substituindo os valores:
Passo 5
Finalmente, para encontrar a aceleração (
) do elétron, usamos a segunda lei de Newton:
Isolando
:
Resposta
A acelera��ão do elétron devido ao campo magnético é aproximadamente
.