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Carga movendo no campo magnético uniforme

Suponhamos que temos um campo magnético uniforme e que lancemos uma carga elétrica nesse campo. Dependendo da direção assumida pela velocidade da carga em relação ao campo magnético, ela poderá descrever no interior desse campo magnético vários movimentos.

Se lançarmos uma carga elétrica com velocidade v no interior de um campo magnético uniforme B, essa carga realizará um movimento uniforme no interior do campo magnético. Portanto, os diferentes tipos de trajetória assumidos pela carga dependem do ângulo com que ela foi lançada no campo magnético.

Na primeira situação analisada, vamos supor que a carga q seja lançada no campo magnético formando um ângulo de 0º ou 180º com a direção das linhas do campo magnético.

Na figura acima vemos que a carga elétrica foi lançada formando um ângulo θ = 0º e na segunda situação foi lançada com um ângulo θ = 180º. Para determinarmos a força magnética que age sobre a partícula temos a seguinte equação:

Fmg=|q|.v.B.sen θ

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Como o sen 0º = 0 e o sen 180º = 0, podemos concluir que sobre a carga não atuará força magnética, ou seja, a força é nula. Isso nos dá a entender que a partícula está, no interior do campo magnético, em movimento retilíneo uniforme.

Agora vamos supor que a carga elétrica seja lançada perpendicularmente, isto é, formando um ângulo θ = 90º com as linhas do campo magnético.

Carga lançada perpendicularmente às linhas de campo magnético

De acordo com a equação da força magnética,

 

Fmg=|q|.v.B.sen θ

Como o sen 90º = 1, temos que a força magnética fica:

Fmg=|q|.v.B

Da equação acima podemos concluir que a carga quando lançada perpendicularmente às linhas de campo magnético uniforme realiza um movimento circular uniforme em uma circunferência cujo plano é perpendicular à direção das linhas do campo magnético.

Carga lançada paralelamente às linhas do campo magnético
Carga lançada paralelamente às linhas do campo magnético
Publicado por: Domiciano Correa Marques da Silva
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Lista de Exercícios

Questão 1

(PUC RJ) Cientistas creem ter encontrado o tão esperado “bóson de Higgs” em experimentos de colisão próton-próton com energia inédita de 4 TeV (tera elétron-Volts) no grande colisor de hádrons, LHC. Os prótons, de massa 1,7x10–27 kg e carga elétrica 1,6x10–19 C, estão praticamente à velocidade da luz (3x108 m/s) e se mantêm em uma trajetória circular graças ao campo magnético de 8 Tesla, perpendicular à trajetória dos prótons.

Com estes dados, a força de deflexão magnética sofrida pelos prótons no LHC é em Newton:

a) 3,8x10–10

b) 1,3x10–18

c) 4,1x10–18

d) 5,1x10–19

e) 1,9x10–10

Questão 2

(UNIFOR CE) Os cientistas que estudam a física das partículas necessitam estudar o comportamento e as propriedades do núcleo atômico. Para estudar os componentes dos prótons no maior acelerador do mundo, recentemente inaugurado na Suíça “LHC (Large Hadron Collider)”, prótons de massa ‘m’ e carga positiva ‘q’ são disparados em colisão frontal, com velocidades perpendiculares a Campos Magnéticos Uniformes, sofrendo ação de forças magnéticas. Os Campos Magnéticos utilizados são uniformes e atuam perpendicularmente à velocidade destas partículas. Podemos afirmar que estas forças magnéticas:

a) Mantêm as velocidades escalares dos prótons constantes, mas os colocam em trajetórias circulares.

b) Mantêm as velocidades escalares dos prótons constantes, mas os colocam em trajetórias helicoidais.

c) Aumentam as velocidades escalares dos prótons e mantêm suas trajetórias retilíneas.

d) Diminuem as velocidades escalares dos prótons e mantêm suas trajetórias retilíneas.

e) Não alteram as velocidades escalares dos prótons nem alteram as suas trajetórias.

Mais Questões
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