Pode uma partícula carregada se mover em um campo magnético sem sofrer a ação de nenhuma força? Se pode, como? Se não, por quê?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pergunta se uma partícula carregada pode se mover em um campo magnético sem sentir nenhuma força. Estamos falando de forças magnéticas e movimento de partículas carregadas. Para resolver isso, vamos precisar entender como as forças atuam sobre partículas carregadas em campos magnéticos, usando a Lei de Lorentz.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber qual é a fórmula que descreve a força magnética sobre uma partícula carregada. Essa força é dada pela Lei de Lorentz, que é:
Aqui,
é a força,
é a carga da partícula,
é a velocidade da partícula, e
é o campo magnético. O símbolo
representa o produto vetorial entre as velocidades e o campo magnético.
Passo 3
Vamos analisar essa fórmula. O produto vetorial
depende do ângulo entre os vetores
e
. A força magnética é máxima quando os vetores são perpendiculares e zero quando eles são paralelos ou antiparalelos.
Passo 4
Então, se a partícula está se movendo na mesma direção do campo magnético (
) ou na direção oposta (
antiparalela a
), o ângulo entre
e
é 0° ou 180°, respectivamente. Neste caso, o produto vetorial
será igual a zero, o que significa que
.
Resposta
Sim, uma partícula carregada pode se mover em um campo magnético sem sofrer nenhuma força se sua velocidade for paralela ou antiparalela ao campo magnético. Nessa situação, a força magnética
é zero.