Descreva a Força Magnética.

Passo 1

O enunciado pede para descrever a força magnética. Este é um tema de eletromagnetismo que envolve a interação entre cargas em movimento (ou correntes elétricas) e campos magnéticos. Para entender e descrever essa força, vamos precisar dos conceitos de vetor velocidade, vetor campo magnético e do produto vetorial.

Passo 2

A força magnética sobre uma partícula de carga q que se movimenta com velocidade \vec v em uma região onde existe um campo magnético \vec B é dada pela Lei de Lorentz. Em forma vetorial, escrevemos
\vec F = q\,\vec v \times \vec B.
Aqui o símbolo \times indica o produto vetorial entre \vec v e \vec B.

Passo 3

Para obter o módulo dessa força, usamos a definição do produto vetorial. O valor escalar de \vec F é
F = |q|\,v\,B\,\sin\theta,
onde v = \|\vec v\|, B = \|\vec B\| e \theta é o ângulo entre os vetores \vec v e \vec B. Note que se \theta = 0 ou \theta = \pi, a força é zero porque \sin\theta = 0.

Passo 4

A direção de \vec F é perpendicular tanto a \vec v quanto a \vec B. Para determinar seu sentido, usamos a regra da mão direita:
  1. Aponte os dedos na direção de \vec v.
  2. Gire o pulso para que os dedos se fechem em direção a \vec B.
  3. O polegar estendido indica a direção de \vec F se q>0; se q<0, inverta o polegar.

Passo 5

Para um fio retilíneo de comprimento vetorial \vec L percorrido por uma corrente I, a força magnética resultante atua como se cada carga no fio obedecesse à Lei de Lorentz. A expressão equivalente é
\vec F = I\,\vec L \times \vec B.
Aqui \vec L aponta no sentido da corrente e o módulo de \vec F vale F = I\,L\,B\,\sin\theta.

Passo 6

Uma característica importante da força magnética é que ela não realiza trabalho sobre a carga, porque \vec F é sempre perpendicular à velocidade \vec v. Consequentemente, a força magnética pode desviar a trajetória da partícula, mas não altera sua energia cinética.

Passo 7

Na prática, a força magnética é fundamental em dispositivos como motores elétricos (onde correntes em bobinas giram em torno de ímãs), aceleradores de partículas (como ciclotrons) e instrumentação de medida de correntes (como o galvanômetro).

Resposta

A força magnética é a interação descrita pela Lei de Lorentz, que age sobre cargas em movimento ou correntes elétricas imersas em um campo magnético. Matematicamente, para uma carga q movendo-se com velocidade \vec v em um campo \vec B, temos
\vec F = q\,\vec v \times \vec B,
e para um fio condutor percorrido por corrente I,
\vec F = I\,\vec L \times \vec B.
Seu módulo depende do seno do ângulo entre velocidade (ou fio) e campo, sua direção é dada pela regra da mão direita e, por ser sempre perpendicular ao movimento, não realiza trabalho.

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