Para um próton de velocidade 10^7 m / s é lançado em ângulo reto com um campo de indução magnética uniforme de 0,1 T:
a) Explique o tipo de movimento realizado pelo próton.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos um próton que está se movendo a uma velocidade de 10^7 m/s e é lançado perpendicularmente (ou seja, em ângulo reto) a um campo magnético uniforme de 0,1 Tesla. O conteúdo envolvido aqui é o movimento de partículas carregadas em campos magnéticos, especificamente como forças magnéticas afetam esse movimento. Para resolver, vamos precisar entender a força de Lorentz e como ela influencia a trajetória do próton.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é a força de Lorentz. Quando uma carga elétrica, como um próton, se move em um campo magnético, ela experimenta uma força perpendicular tanto à direção do movimento quanto à direção do campo magnético. Essa força é dada pela fórmula:
F = q cdot (v times B)
Onde:
  • $ \vec{F} $ é a força magnética,
  • $ q $ é a carga do próton,
  • $ \vec{v} $ é a velocidade do próton,
  • $ \vec{B} $ é o campo magnético.

Passo 3

Como o próton está se movendo perpendicularmente ao campo magnético, o produto vetorial $ \vec{v} \times \vec{B} $ será máximo, e a força magnética terá o valor máximo possível. Essa força atua como uma força centrípeta, ou seja, ela puxa o próton para o centro de uma trajetória circular, fazendo com que ele se mova em um círculo.

Passo 4

Então, por causa dessa força centrípeta constante que age perpendicularmente à velocidade do próton, sua trajetória não será retilínea, mas sim circular. O próton continuará a se mover em um círculo enquanto a força magnética atuar sobre ele desse jeito.

Resposta

O próton realiza um movimento circular uniforme ao se mover perpendicularmente ao campo magnético, devido à força magnética que atua como uma força centrípeta mantendo sua trajetória em círculo.

Exercícios relacionados