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.
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 (
) 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 (
) 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 (
), 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.