Uma partícula carregada, com carga elétrica negativa, de valor
, e massa
, movese para a direita com relação a um sistema de coordenadas, com velocidade v
. Então atravessa uma extensa região com um campo magnético, dirigido para baixo, com intensidade
T e começa então a realizar uma órbita circular.
b) Calcule a força magnética em que a carga está sujeita.
b) Calcule a força magnética em que a carga está sujeita.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma partícula carregada negativamente, com carga elétrica de
e massa de
. Ela está se movendo para a direita com uma velocidade de
e entra em uma região onde há um campo magnético
direcionado para baixo. Quando essa partícula entra nesse campo, ela começa a fazer uma órbita circular. Nosso objetivo aqui é calcular a força magnética que está agindo sobre essa carga.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula da força magnética que atua sobre uma partícula carregada em movimento dentro de um campo magnético. A força magnética (
) pode ser calculada pela seguinte equação:
Onde:
-
é a força magnética, -
é a carga elétrica, -
é a velocidade da partícula, -
é a intensidade do campo magnético, -
é o ângulo entre a direção da velocidade e a direção do campo magnético.
Passo 3
Agora, vamos identificar os valores que temos na questão:
-
(convertendo milicoulombs para coulombs), -
, -
, - O campo magnético está direcionado para baixo e a partícula está se movendo para a direita, então o ângulo
entre a velocidade e o campo magnético é de . (Isso porque a velocidade está na horizontal e o campo está na vertical, formando um ângulo reto).
Passo 4
Sabendo que
, o seno de
é 1. Então, a fórmula simplifica para:
Passo 5
Agora, substituímos os valores na fórmula:
Passo 6
Calculando o valor:
Primeiro multiplicamos
por
:
Depois, multiplicamos esse resultado por
:
Resposta
A força magnética exercida sobre a carga é de
. Isso significa que a força está direcionada de forma oposta à direção escolhida inicialmente, confirmando que a partícula se move em uma órbita circular devido à força magnética.