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Enunciado

Física - Tipler - Vol 2- Ed: 6º - Capítulo 28.1 - Ex. 36

Um bastão de 30,0 cm de comprimento se move continuamente a 8,00 m/s em um plano perpendicular a um campo magnético de 500 G. A velocidade do bastão é perpendicular ao seu comprimento. Determine (a) a força magnética em um elétron no bastão, (b) o campo eletrostático no bastão e (c) a diferença de potencial entre as extremidades do bastão.

Passo 1

Fala galera! Tudo beleza?

Então, essa questão trata sobre fem do movimento. Sabemos que, quando movemos uma barra sobre um campo magnético haverá a produção de uma fem que chamamos de fem do movimento. O aparecimento dessa fem vem do fato dos elétrons livres do bastão sofrerem uma força do campo magnético, de modo a ficarem mais concentrados em uma região do bastão (veja a figura abaixo).

No equilíbrio, o elétron estará sujeito a duas forças: uma magnética e outra elétrica.

Passo 2

  1. O elétron terá a mesma velocidade da barra. Sendo assim, lembrando que

    2. F = q v B

    segue

    F m = 1,60 × 10 - 19 8,00 5,0 × 10 - 2 F m = 6,4 × 10 - 20   N

  2. No equilíbrio, temos que a força elétrica é igual a magnética. Sendo E o campo elétrico no interior do bastão, então a força elétrica será igual a e E .

    3. e E = 6,4 × 10 - 20 E = 6,4 × 10 - 20 1,60 × 10 - 19 = 0,40   V / m

  3. Por fim, podemos obter o valor de V lembrando da relação entre V e E :

V = E l

onde l é o comprimento do bastão. Assim,

V = 0,40 0,300 = 0,12   V

Bem, é isso galera.

Resposta

  1. 6,4 × 10 - 20   N .
  2. 0,40   V / m .
  3. 0,12   V .
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