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.
Exercícios relacionados
Considere um circuito
em série, com
e
e considerando que a equação que rege um circuito sendo carregado é dada por:
e a que rege um circuito sendo descarregado, dada por:
, sendo
, calcule:
c) O tempo necessário, em segundo, para que o capacitor ao descarregar fique no final com uma carga equivalente a 1,0% de sua carga total.
c) O tempo necessário, em segundo, para que o capacitor ao descarregar fique no final com uma carga equivalente a 1,0% de sua carga total.
Dado cinco capacitores, com os respectivos valores nominais:
e
. Esboce uma combinação, utilizando todos esses capacitores e calcule a capacitância equivalente
, para cada um dos casos a seguir, de modo que
esteja entre os seguintes valores:
c) .
c)
Considere um circuito
em série, com
e
e considerando que a equação que rege um circuito sendo carregado é dada por:
e a que rege um circuito sendo descarregado, dada por:
, sendo
, calcule:
a) O valor da diferença de potencial elétrico , aplicada ao circuito, sabendo que aos
a carga no capacitor é de
.
a) O valor da diferença de potencial elétrico
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.
c) Calcule o raio da órbita da partícula.
c) Calcule o raio da órbita da partícula.