Um elétron penetra em uma região onde existem campos
e
uniformes e mutuamente perpendiculares. Observa-se que a velocidade
do elétron não é afetada. Uma possível explicação é que
A situação proposta é impossível.
A situação proposta é impossível.
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz: “Um elétron entra numa região onde existem campos elétrico
e magnético
uniformes e perpendiculares entre si. Observa-se que a velocidade
do elétron não muda. Uma possível explicação é que ‘a situação proposta é impossível’.”
Conteúdo: Força de Lorentz (eletrostática + magnética).
O que precisamos:
Conteúdo: Força de Lorentz (eletrostática + magnética).
O que precisamos:
- Saber que a força total num elétron é
. - Ver quando essa força pode ser zero, para a velocidade não mudar.
Passo 2
Primeiro, escreve a expressão da força de Lorentz no elétron (carga
):
Para que a velocidade não mude, precisamos de
. Logo:
Passo 3
Da equação
tiramos que
Isso só é possível se
for perpendicular a
(porque só assim o produto vetorial faz sentido de magnitude
). E, em módulo, deve valer
Ou seja,
Passo 4
Em termos de direção,
tem de estar orientado de modo que
seja justamente
. Isso significa que
está no plano formado por
e
, fazendo o “rolê” certo para cancelar o campo elétrico.
Resposta
A situação não é impossível. O elétron não sofre mudança de velocidade se e somente se
-
, -
, - em módulo
.
Ou seja, basta escolher a direção e o valor de
de modo que a força elétrica cancele exatamente a magnética.