A força magnética sobre uma partícula carregada em movimento é sempre perpendicular ao campo magnético B. A trajetória da partícula é sempre perpendicular as linhas de campo magnético? Explique.
Passo 1
O enunciado afirma que a força magnética sobre uma partícula carregada em movimento é sempre perpendicular ao campo magnético
e pergunta se, por isso, a trajetória da partícula é sempre perpendicular às linhas de campo. Vamos usar a lei de Lorentz e analisar as componentes da velocidade para responder.
Passo 2
A força magnética é dada pela lei de Lorentz:
Dessa expressão segue que
e
. Como a força é sempre perpendicular à velocidade, ela não faz trabalho e não muda o módulo de
, apenas sua direção.
Passo 3
Podemos decompor a velocidade em duas componentes,
onde
é paralela a
e
é perpendicular a
. A componente
gera um movimento circular num plano perpendicular a
, já que a força magnética age como centrípeta. A componente
não sofre influência da força (pois
), então permanece constante.
Passo 4
A superposição do movimento circular (devido a
) com o movimento retilíneo uniforme (devido a
) resulta numa trajetória helicoidal em torno das linhas de campo magnético. Apenas no caso especial em que
a partícula descreve um círculo perfeitamente perpendicular às linhas de campo.
Resposta
Não. A trajetória só é perpendicular às linhas de campo se a velocidade inicial for totalmente perpendicular a
. No caso geral, com componente paralela não nula, a partícula segue uma hélice em torno das linhas de campo magnético.