Uma partícula carregada está se movendo em uma região onde existe um campo magnético constante. O campo magnético realiza trabalho sobre a partícula?
a) Sim, porque existe uma força agindo sobre a partícula, e a partícula sofre um deslocamento.
b) Não, porque a força associada ao campo magnético é sempre perpendicular ao deslocamento da partícula.
c) Não, porque o campo magnético é um vetor, e o trabalho é uma grandeza escalar.
d) Não, porque o campo magnético é conservativo.
e) Não, porque a força magnética depende da velocidade.

Passo 1

Vamos lá! O enunciado fala sobre uma partícula carregada que está se movendo em uma região onde há um campo magnético constante. Precisamos descobrir se esse campo magnético realiza trabalho sobre a partícula. Para resolver isso, vamos usar conceitos de física relacionados a forças magnéticas e trabalho.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é trabalho na física. Trabalho ( W = F cdot d ) é dado pela fórmula:
onde é a força aplicada e é o deslocamento da partícula. O ponto entre eles ( ) representa o produto escalar, que considera apenas a componente da força na direção do deslocamento.

Passo 3

Agora, vamos pensar na força magnética. Quando uma partícula carregada se move em um campo magnético, a força magnética ( Fm = q , v times B ) atua sobre ela. A fórmula para essa força é:
onde é a carga da partícula, é a velocidade, e é o campo magnético. O representa o produto vetorial, que produz uma força perpendicular tanto à velocidade quanto ao campo magnético.

Passo 4

Veja só, como a força magnética é perpendicular ao deslocamento da partícula ( W = |Fm| , |d| , cos(90^circ) ), o ângulo entre eles é de 90 graus. No cálculo do trabalho, o cosseno desse ângulo aparece:
Como , o trabalho realizado pela força magnética é zero.

Resposta

b) Não, porque a força associada ao campo magnético é sempre perpendicular ao deslocamento da partícula.

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