Uma particula alfa se move com uma velocidade
de módulo
em uma região onde existe um campo magnético
de módulo 0.045 T . (Uma particula alfa possui uma carga de
e uma massa de
) O Angulo entre
e
é
. Determine (a) o módulo da força
que o campo magnético exerce sobre a partícula; (b) a aceleração da partícula causada por
, (c) A velocidade da partícula aumenta, diminui ou permanece constante?
Passo 1
O enunciado nos dá uma partícula
com carga
e massa
, movendo-se com velocidade de módulo
em um campo magnético uniforme de módulo
. O ângulo entre
e
é
. Precisamos achar (a) o módulo da força magnética
sobre a partícula, (b) a aceleração resultante e (c) se o módulo da velocidade varia. Vamos usar a fórmula
e a segunda lei de Newton
Passo 2
O módulo da força magnética é dado por
Substituindo
,
,
e
, onde
, obtemos
Passo 3
Como
e estamos interessados no módulo da aceleração, basta usar
Substituindo
e
, temos
Passo 4
A força magnética é sempre perpendicular à velocidade, logo o trabalho
é nulo e não há variação da energia cinética. Isso significa que o módulo da velocidade permanece constante, embora sua direção possa mudar.
Resposta
(a)
(b)
(c) O módulo da velocidade permanece constante.
(b)
(c) O módulo da velocidade permanece constante.