Uma partícula alfa se move com uma velocidade de módulo
em uma região onde existe um campo magnético de módulo
. (Uma partícula alfa possui uma carga de
e uma massa de
). O ângulo entre a velocidade e o campo magnético é
. Determine o módulo:
(a) da força que o campo magnético exerce sobre a partícula;
(a) da força que o campo magnético exerce sobre a partícula;
Passo 1
Vamos resolver um exercício de física sobre a força que um campo magnético exerce sobre uma partícula carregada. Aqui, a gente vai usar a matéria de magnetismo, mais especificamente a fórmula da força magnética. Para isso, vamos precisar dos valores da velocidade da partícula, do campo magnético, da carga da partícula, da massa dela e do ângulo entre a velocidade e o campo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar qual é a fórmula que calcula a força que um campo magnético exerce sobre uma partícula em movimento. Essa fórmula é conhecida como força de Lorentz e é dada por:
Onde:
-
é a força magnética, -
é a carga da partícula, -
é a velocidade da partícula, -
é o módulo do campo magnético, -
é o ângulo entre a velocidade e o campo magnético.
Passo 3
Vamos identificar os valores que temos no enunciado:
- Velocidade (
) = 550 m/s - Campo magnético (
) = 0,045 T - Carga da partícula alfa (
) = (onde C) - Ângulo (
) = 52° - Massa não será necessária para esta parte do exercício.
Passo 4
Agora, vamos calcular a carga da partícula alfa. Sabemos que:
Passo 5
Em seguida, vamos calcular o seno do ângulo de 52°:
Passo 6
Agora, substituímos todos os valores na fórmula da força de Lorentz:
Passo 7
Vamos calcular passo a passo:
Resposta
A força que o campo magnético exerce sobre a partícula alfa é de aproximadamente
.
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