Uma partícula carregada se move em um circulo em um plano paralelo a um campo magnético. Que frase melhor descreve o trabalho que o campo faz na partícula: o trabalho é feito em uma taxa constante. o campo não faz trabalho na partícula. o trabalho é feito em uma taxa que diminui com o tempo. o trabalho é feito em uma taxa que aumenta com o tempo. o trabalho feito na partícula é negativo.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma partícula com carga elétrica que está se movendo em um círculo, num plano que está paralelo a um campo magnético. A pergunta é: qual dessas frases melhor descreve o trabalho que o campo magnético faz nessa partícula?
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. Trabalho (W) é basicamente a força (F) aplicada em uma direção vezes a distância (d) nessa direção. A fórmula é:
Ou seja, trabalho é o produto da força pela distância na direção da força.
Passo 3
Agora, no caso de uma partícula carregada movendo-se em um campo magnético, a força magnética (
) que atua na partícula é dada pela Lei de Lorentz:
Aqui,
é a velocidade da partícula e
é o campo magnético. O sinal
indica que a força magnética é perpendicular tanto à velocidade quanto ao campo magnético.
Passo 4
Como a força magnética é perpendicular à velocidade da partícula, isso significa que a força está sempre atuando em um ângulo de 90 graus em relação ao deslocamento. Na fórmula do trabalho, o cosseno do ângulo entre força e deslocamento é calculado:
Então, o trabalho realizado pela força magnética é:
Resposta
o campo não faz trabalho na partícula.