Dentro do círculo tracejado mostrado na Figura P23.28, o campo magnético varia em função do tempo de acordo com a expressão B = 2,00t 3 – 4,00t 2 + 0,800, onde B está em teslas e t em segundos, e R = 2,50 cm. Quando t = 2,00 s, calcule (a) a magnitude e (b) a direção da força exercida sobre um elétron localizado no ponto P1, o qual está a uma distância r1 = 5,00 cm do centro da região circular. (c) Em qual instante essa força é nula?
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!
Vamo lá!
O ponto encontra-se fora da região do campo magnético uniforme. A taxa de variação de campo, em teslas por segundo, é:
Onde t está em segundos.
Em t = 2.00s, vemos que o campo está aumentando:
O fluxo magnético está aumentando dentro da página; portanto, pela regra da mão direita, as linhas de campo elétrico são sentido horário. O campo elétrico no ponto é tangente à linha de campo elétrico passando por ele.
Passo 2
Letra a:
A magnitude do campo elétrico é:
A magnitude da força no elétron é:
Passo 3
Letra b:
Como o elétron mantém uma carga negativa, a direção da força é oposta à direção do campo. A força é tangente à linha de campo elétrico passando no ponto e no sentido horário.
Passo 4
Letra c:
A força é zero quando a taxa de variação do campo magnético é zero:
Resposta
- A força é tangente à linha de campo elétrico passando no ponto e no sentido horário.