(Efomm 2020) Uma partícula de massa m = 1,0 x 10-26 Kg e carga q = 1,0 nC, com energia cinética de 1,25 KeV, movendo-se na direção positiva do eixo x, penetra em uma região do espaço onde existe um campo elétrico uniforme de módulo 1,0 KV/m orientado no sentido positivo do eixo y. Para que não ocorra nenhum desvio da partícula nessa região, é necessária a existência de um campo magnético de intensidade: Dado: 1 eV = 1,6 x 10-19 J A) 1,0 mT B) 2,0 mT C) 3,0 mT D) 4,0 mT E) 5,0 mT Eu sei que a resposta é E) 5,0 mT, mas eu preciso da resolução
Soluções para a tarefa
❑ Vamos pensar por partes porque tem muita coisa:
I) Essa região no espaço que ela entra tem um campo elétrico orientado no sentido positivo do eixo y, e como a carga é positiva a força elétrica vai estar no mesmo sentido (para cima).
II) Pra complicar mais, o exercício fala de campo magnético. Isso significa que vai ter também uma força magnética que também vai impactar na carga! Pela regra da mão direita, verifica-se que essa força está no sentido oposto ao da força elétrica.
III) Por fim, apenas uma consideração, a força Peso não precisa ser considerada nesse caso (ta muito rápido e a massa da carga é tão pequena que essa força vira desprezível).
❑ Para que não haja nenhum desvio a resultante dessas forças acima deve ser igual a 0, pela segunda lei de Newton. Fórmulas que teremos que usar:
→ Fel = q.E
→ Fm = q.v.B
→
❑ Sendo:
Fel = Força Elétrica (N)
q = Carga elétrica (C)
E = Campo Elétrico (N/C)
v = Velocidade (m/s)
B = Campo magnético (T)
m = Massa (Kg)
∴
❑ Antes de resolvermos o exercício precisamos achar a velocidade da partícula, através da energia cinética fornecida:
v = 2.10^5 m/s
❑ Agora, vamos ao exercício (1 kV/m = 1000 N/C):
Fel = Fm
q.E = q.v.B
E = v.B
1000 = 2.10^5.B
B = 500 . 10^-5 T ou 5mT ! Alternativa E !
❑ Caso queira saber mais:
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❑ Espero ter ajudado! Bons estudos!