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.
Exercícios relacionados
Uma bateria tem uma fem de
e uma resistência interna de
. Determine a tensão entre os terminais da bateria quando a corrente que atravessa a bateria é 1,0A.
a)
b)
c)
d) 6,6 V
e)
a)
b)
c)
d) 6,6 V
e)
A capacidade da bateria de lítio de um aparelho de som digital é 750 mA -h. O fabricante afirma que o aparelho pode funcionar ininterruptamente durante oito horas se a bateria estiver inicialmente totalmente carregada. Dadas essas informações, calcule o número de elétrons que circulam no seu aparelho enquanto você escuta suas músicas favoritas durante três horas.
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
Complete a seguinte afirmação: O campo magnético nas vizinhanças de uma espira circular percorrida por corrente é semelhante ao campo magnético
a) da Terra.
b) de uma espira retangular percorrida por corrente.
c) de um ímã curto em forma de barra.
d) de um fio longo e retilíneo percorrido por corrente.
e) de dois fios longos e retilíneos percorridos por correntes em sentidos opostos.
a) da Terra.
b) de uma espira retangular percorrida por corrente.
c) de um ímã curto em forma de barra.
d) de um fio longo e retilíneo percorrido por corrente.
e) de dois fios longos e retilíneos percorridos por correntes em sentidos opostos.
Considere a relação que existe entre a direção de um campo magnético, a direção de um momento dipolar magnético e a direção do torque que o campo magnético exerce sobre o momento dipolar magnético. Qual das afirmações abaixo a respeito dessa relação é verdadeira?
a) O torque é paralelo ao campo magnético e ao momento dipolar magnético.
b) O torque é perpendicular ao campo magnético e paralelo ao momento dipolar magnético.
c) O torque é paralelo ao campo magnético e perpendicular ao momento dipolar magnético.
d) O torque é perpendicular ao campo magnético e ao momento dipolar magnético.
a) O torque é paralelo ao campo magnético e ao momento dipolar magnético.
b) O torque é perpendicular ao campo magnético e paralelo ao momento dipolar magnético.
c) O torque é paralelo ao campo magnético e perpendicular ao momento dipolar magnético.
d) O torque é perpendicular ao campo magnético e ao momento dipolar magnético.