Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 28.3 - Ex. 5
Um elétron se move em uma região onde existe um campo magnético uniforme dado por . Em um certo instante, o elétron tem uma velocidade e a força magnética que age sobre a partícula é . Determine .
Passo 1
Aqui temos um elétron que se move em um campo magnético uniforme e em um determinado instante tem uma certa velocidade, o que é pedido é calcular o campo onde este elétron está se movendo.
Passo 2
De acordo com as Eqs. 3-30 e Eq. 28-2,
Perceba que pelo produto vetorial entre a velocidade e o campo magnético tem que fornecer a direção da força magnética que é perpendicular a esses vetores, no enunciado a força magnética é dada pelo vetor , logo, a velocidade deve ser:
Substituindo em
Onde é a carga da partícula em movimento.
Encontramos:
Realizando o produto vetorial, podemos ver que termo a termo ficará:
Organizando isso, ficamos com:
Foi dito no enunciado que:
Então vamos substituir em:
Logo:
Neste instante, a força é
Igualando as duas expressões, ficamos com:
Passando o para o outro lado dividindo:
Colocando em evidência:
Vamos isolar esse :
Eu já tinha substituído do valor da força magnética , mas vamos lembrar quem é e
Ele nos disse no enunciado:
Logo podemos separar:
E
Vamos então substituir esses valores:
E qual é o valor da carga de um elétron?
Substituindo em :