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questão
Cargas iguais, uma em repouso e a outra com velocidade de
, são liberados em um campo magnético uniforme. Qual carga tem a maior força exercida sobre ela pelo campo magnético?
O. A carga que está se movendo, se sua velocidade for paralela à direção do campo magnético quando for liberada.
O b. A carga que está se movendo, se sua velocidade for perpendicular à direção do campo magnético no momento em que for liberada.
- c. A carga que está em repouso.
O d. A carga que está se movendo se sua velocidade fizer um ângulo de 450 com a direção do campo magnético quando for liberada.
O. Todas as cargas acima experimentam forças iguais quando liberadas no mesmo campo magnético.
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Cargas iguais, uma em repouso e a outra com velocidade de
O. A carga que está se movendo, se sua velocidade for paralela à direção do campo magnético quando for liberada.
O b. A carga que está se movendo, se sua velocidade for perpendicular à direção do campo magnético no momento em que for liberada.
O d. A carga que está se movendo se sua velocidade fizer um ângulo de 450 com a direção do campo magnético quando for liberada.
O. Todas as cargas acima experimentam forças iguais quando liberadas no mesmo campo magnético.
Passo 1
Vamos lá! A questão fala sobre duas cargas elétricas iguais: uma está parada e a outra está se movendo a uma velocidade de
em um campo magnético uniforme. Nosso objetivo é descobrir qual dessas cargas sente a maior força devido ao campo magnético. Para resolver isso, vamos precisar entender como o movimento das cargas influencia a força magnética que elas experimentam.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar de uma fórmula importante da física: a força magnética $ \vec{F} $ que atua sobre uma carga $ q $ que está se movendo com velocidade $ \vec{v} $ em um campo magnético $ \vec{B} $ é dada por:
Aqui, o símbolo $ \times $ representa o produto vetorial, que nos dá a direção e o módulo da força.
Passo 3
O módulo da força magnética pode ser calculado usando:
onde:
- $ v $ é a velocidade da carga,
- $ B $ é a intensidade do campo magnético,
- $ \theta $ é o ângulo entre a direção da velocidade e a direção do campo magnético.
Passo 4
Vamos analisar cada carga:
- Carga em repouso: Se a carga não está se movendo ($ v = 0 $), então a força magnética será:
Portanto, essa carga não sente nenhuma força magnética.
- Carga em movimento com velocidade paralela ao campo magnético ($ \theta = 0^\circ $):
Mesmo assim, a força magnética é zero porque o seno de 0 é zero.
- Carga em movimento com velocidade perpendicular ao campo magnético ($ \theta = 90^\circ $):
Aqui, a força magnética é máxima porque o seno de 90 graus é 1.
- Carga em movimento com velocidade fazendo um ângulo de
com o campo magnético:
A força magnética é menor do que no caso perpendicular, mas maior do que nos casos anteriores.
Resposta
A carga que está se movendo, se sua velocidade for perpendicular à direção do campo magnético no momento em que for liberada.
Opção B.