Exercícios Resolvidos de Força Magnética

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Enunciado

Um corpúsculo carregado com carga de 100 micro coulombs passa com velocidade de 25m/s na direção perpendicular a um campo de indução magnética e fica sujeito a uma força de 5 x 10^-4N. A intensidade desse campo é:

  1. 2,0T
  2. 0,3T
  3. 0,2T
  4. 1,0T
  5. 0,1T

Passo 1

Bom pessoal, ele nos deu os valores do módulo da velocidade:

v → = 25 m / s

O módulo da carga:

Q = 100 micro coulombs

Quando temos esse prefixo “micro”, sabemos que temos que multiplicar o nosso valor por 10 - 6 :

Q = 100   .   10 - 6 C

Entendeu?

E por último, ele nos deu o valor do resultado do módulo força magnética:

F m → = 5   .   10 - 4 N

Passo 2

Agora vamos revisar a fórmula da força magnética:

F m → = Q . v → × B →

Você está vendo esse produto vetorial v → × B → , uma outra forma de fazer a partir dos valores de seus módulos é substituir por uma multiplicação em incluir o seno do ângulo entre eles:

v → × B → = v → . B →   .   s e n ( θ )  

Ele nos disse no enunciado que a velocidade é perpendicular ao campo magnético, ou seja, o ângulo entre eles é igual a 90 ° :

θ = 90 °

Então podemos substituir na equação anterior:

v → × B → = v → . B →   .   s e n ( 90 ° )

Passo 3

Vamos substituir essa expressão do produto vetorial na nossa fórmula mais geral?

F m → = Q . v → . B →   .   s e n ( 90 ° )

Sabemos que o seno de 90° é igual a 1:

  s e n 90 ° = 1

Então vamos simplificar na nossa fórmula:

F m → = Q . v → . B →   .   1

Passo 4

Lembra que o enunciado deu um monte de valores? Vamos relembrar para colocar na fórmula:

v → = 25 m / s

Q = 100   .   10 - 6 C

F m → = 5   .   10 - 4 N

A fórmula é:

F m → = Q . v → . B →   .   1

Aplicando os valores:

5   .   10 - 4 = 100   .   10 - 6   .   25   . B →      

E o que ele me pede no enunciado? Ah, ele pede o módulo do campo magnético B → ! Então temos todas as ferramentas para fazer esse cálculo!

Passo 5

Só temos que isolar o campo magnético de um lado do problema, tudo bem?

5   .   10 - 4 = 100   .   10 - 6   .   25   . B →

Vamos passar todos os valores que multiplicam o campo magnético B → para o outro lado dividindo:

B → = 5   . 10 - 4 100   .   10 - 6   .   25    

Não fica com medo desse monte de potência não, me acompanha. O número 100 é igual a 10 2 , certo?

100 = 10   .   10 = 10 2

Então substituindo na equação:

B → = 5   . 10 - 4 10 2   .   10 - 6   .   25  

Quando multiplicamos duas potências de mesma base, como no exemplo:

10 2   .   10 - 6

Que tem a base 10, mas expoentes diferentes, nós temos que manter a base e somar os expoentes, veja:

10 2   .   10 - 6 = 10 2 + - 6 = 10 - 4

Vamos então colocar isso na nossa equação:

B → = 5   . 10 - 4 25   .   10 - 4  

Passo 6

Vamos continuar simplificando essa equação?

B → = 5   . 10 - 4 25   .   10 - 4  

Como temos um produto no numerador e outro produto no denominador, podemos cortar as potências de 10 que são iguais:

B → = 5   25    

Dividindo 5 por 25, chegamos em:

B → = 0,2 T

Não esquece a unidade, hein? Chegamos na resposta final!

Resposta

c) 0,2 T