Suponha que uma partícula carregada positivamente foi emitida pelo sol, e viaja em direção à terra com uma velocidade v. O que acontecerá com essa partícula ao interagir com a magnetosfera da terra, numa região próxima à linha do equador?
a) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo terrestre de carga contrária.
B) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo sul terrestre.
C) por possuir carga e velocidade em relação às linhas de indução do campo magnético terrestre, uma força magnética atuará na partícula, desviando sua trajetória e evitando sua colisão com a terra.
D) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo sul terrestre.
E) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo terrestre de mesma carga
a) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo terrestre de carga contrária.
B) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo sul terrestre.
C) por possuir carga e velocidade em relação às linhas de indução do campo magnético terrestre, uma força magnética atuará na partícula, desviando sua trajetória e evitando sua colisão com a terra.
D) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo sul terrestre.
E) por possuir carga positiva, a partícula será naturalmente atraída pelo polo terrestre de mesma carga
Passo 1
Vamos entender o que está sendo pedido. Temos uma partícula carregada positivamente que é emitida pelo Sol e viaja em direção à Terra com uma velocidade $ v $. Queremos saber o que acontece com essa partícula quando ela interage com a magnetosfera da Terra, especificamente perto da linha do equador. Para resolver isso, vamos precisar dos conceitos de carga elétrica, campos magnéticos e a força magnética que atua sobre partículas carregadas em movimento.
Passo 2
Primeiro, é importante saber que a Terra possui um campo magnético, conhecido como magnetosfera, que protege o planeta contra partículas carregadas vindas do espaço, como as emitidas pelo Sol (ventos solares). Esse campo magnético tem linhas de campo que saem de um polo e entram pelo outro.
Passo 3
Quando uma partícula carregada positivamente se move em um campo magnético, ela experimenta uma força chamada força magnética, ou força de Lorentz. A fórmula para essa força é:
onde:
- $ q $ é a carga da partícula,
- $ \vec{v} $ é a velocidade da partícula,
- $ \vec{B} $ é o campo magnético,
- $ \times $ representa o produto vetorial.
Passo 4
Essa força magnética é perpendicular tanto à velocidade da partícula quanto ao campo magnético. Isso significa que a partícula não é atraída diretamente para os polos magnéticos, mas sua trajetória é desviada pela força magnética.
Passo 5
Como a força é perpendicular à direção do movimento, a partícula segue uma trajetória curva ao passar pela magnetosfera da Terra. Esse desvio pode impedir que a partícula colida diretamente com a Terra, guiando-a ao redor do campo magnético.
Passo 6
Analisando as opções apresentadas:
- As opções a), B), D) e E) falam sobre atração pelos polos, o que não é o caso, já que a força magnética desvia a partícula sem necessariamente atraí-la para um polo específico.
- A opção C) descreve corretamente que, por possuir carga e velocidade em relação às linhas de indução do campo magnético terrestre, uma força magnética atuará na partícula, desviando sua trajetória e evitando sua colisão com a Terra.
Resposta
A alternativa correta é a C).