Para que a força que um campo magnético exerce sobre uma partícula carregada tenha a mesma direção que a velocidade da partícula, é preciso que
a) a partícula esteja se movendo na direção do campo.
b) a partícula esteja se movendo na direção contrária à do campo.
c) a partícula esteja se movendo perpendicularmente ao campo.
d) a partícula esteja se movendo em uma direção que não seja nem paralela nem perpendicular ao campo. Nenhuma das respostas acima (isso nunca acontece).
a) a partícula esteja se movendo na direção do campo.
b) a partícula esteja se movendo na direção contrária à do campo.
c) a partícula esteja se movendo perpendicularmente ao campo.
d) a partícula esteja se movendo em uma direção que não seja nem paralela nem perpendicular ao campo. Nenhuma das respostas acima (isso nunca acontece).
Passo 1
O exercício está perguntando: “Em que caso a força magnética sobre uma carga tem a mesma direção da velocidade da partícula?”
Conteúdo: força magnética (força de Lorentz) e produto vetorial.
O que vamos usar:
Conteúdo: força magnética (força de Lorentz) e produto vetorial.
O que vamos usar:
- A fórmula da força magnética:
- Conceito de produto vetorial: o resultado é sempre perpendicular aos dois vetores.
Passo 2
Vamos relembrar a teoria do produto vetorial:
Se você tem dois vetores e
, o produto vetorial
é um vetor perpendicular tanto a
quanto a
.
Na prática isso significa que a força magnética está sempre “saindo” perpendicular ao plano definido por
e
.
Se você tem dois vetores
Na prática isso significa que a força magnética
Passo 3
Para ver se
pode ficar na mesma direção de
, pense:
- Se
e forem paralelos ( ), o módulo da força é Aí a força é zero, e vetor zero não tem “direção” definida. - Se
e forem perpendiculares ( ), e existe, mas é perpendicular a , não paralela. - Qualquer outro ângulo
faz a força ficar num plano perpendicular a cada um, mas nunca alinhada com .
Passo 4
Conclusão: a força magnética nunca aponta na mesma direção da velocidade (exceto ser zero, caso em que não há direção). Logo, não há situação em que
e
sejam paralelos.
Resposta
Alternativa d) Nenhuma das respostas acima (isso nunca acontece).