Uma partícula de massa m e carga -q(q>0) penetra com velocidade inicial v=vx x+vy y(vx, vy>0) em uma região de campo magnético uniforme B=B y(B>0). Qual é o sentido de rotação da partícula como visto por um observador que a vê se aproximando dele?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de Física que envolve uma partícula com carga elétrica movendo-se em um campo magnético. Precisamos entender como a força magnética atua sobre a partícula e determinar em qual direção ela vai girar quando vista por um observador que está assistindo a partícula se aproximar. Para isso, vamos usar a teoria de força de Lorentz e as regras de interação entre cargas e campos magnéticos.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a força magnética que atua sobre uma partícula carregada é dada pela força de Lorentz. A fórmula é:
F = q,v times B
Aqui, é a velocidade da partícula e é o campo magnético.

Passo 3

No nosso caso, a partícula tem carga v times B = (vx i + vy j) times B j = vx B (i times j) + vy B (j times j) e está se movendo com velocidade v times B = vx B k . O campo magnético é . Vamos calcular o produto vetorial :
Sabemos que e , então:

Passo 4

Agora, aplicando a carga da partícula na força de Lorentz:
F = -q (vx B k) = -q vx B k
Isso significa que a força está na direção .

Passo 5

Como a força está na direção , ela age perpendicularmente à velocidade da partícula. Isso faz com que a partícula se mova em uma trajetória circular. A direção do giro depende da direção da força.

Passo 6

Para visualizar o sentido de rotação, usamos a regra da mão esquerda, já que a carga é negativa. Se usarmos a regra da mão direita para cargas positivas, teríamos uma rotação em sentido anti-horário. Porém, para carga negativa, o sentido é invertido.

Passo 7

Portanto, a partícula com carga vai girar no sentido horário quando vista por um observador que a vê se aproximando.

Resposta

A partícula gira no sentido horário conforme observado pelo observador.

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