Em torno do polo norte geográfico (ou polo sul magnético), o campo magnético da Terra é quase vertical. Se um avião está voando para o norte nesta região, qual lado da asa está carregado positivamente e qual está carregado negativamente?
Passo 1
Vamos resumir o que o exercício está pedindo. Estamos falando sobre o campo magnético da Terra perto do polo norte geográfico, que é quase vertical. Quando um avião está voando para o norte nessa região, queremos descobrir qual lado da asa fica com carga positiva e qual fica com carga negativa. Para resolver isso, vamos precisar entender como o movimento de um condutor em um campo magnético gera cargas elétricas, utilizando conceitos de eletromagnetismo.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da força de Lorentz, que descreve a força que um campo magnético exerce sobre cargas elétricas em movimento. A fórmula da força de Lorentz é:
onde:
-
é a força, -
é a carga, -
é a velocidade da carga, -
é o campo magnético.
Passo 3
No caso das asas do avião, os elétrons (cargas negativas) se movem na direção da velocidade do avião (
para o norte). O campo magnético (
) está quase na vertical para baixo (direção para o solo).
Passo 4
Aplicando a regra da mão direita para o produto vetorial
, apontamos o dedo indicador na direção de
(norte) e o dedo médio na direção de
(para baixo). O polegar apontará na direção da força
, que será para a direita do avião.
Passo 5
Como a força
atua sobre as cargas negativas (elétrons), elas são puxadas para o lado direito das asas. Isso deixa o lado esquerdo com excesso de cargas positivas, já que os elétrons foram movimentados para o outro lado.
Resposta
O lado esquerdo da asa do avião fica carregado positivamente e o lado direito fica carregado negativamente.