Questão 2 (2 pts): Um fio longo e retilíneo conduz uma corrente de
. Um elétron é lançado paralelamente a esse fio, com velocidade de
, no mesmo sentido da corrente, a uma distância de
do fio. Determine:
(a) O módulo do campo magnético gerado pelo fio na posição onde se encontra o elétron;
(b) O módulo da força magnética que atua sobre o elétron.
(a) O módulo do campo magnético gerado pelo fio na posição onde se encontra o elétron;
(b) O módulo da força magnética que atua sobre o elétron.
Passo 1
O enunciado pede (a) o campo magnético gerado por um fio retilíneo longo que conduz corrente e (b) a força magnética sobre um elétron que se move paralelo ao fio. O conteúdo envolve a Lei de Ampère para o campo ao redor de um fio e a força de Lorentz magnética
.
Passo 2
Para um fio longo e retilíneo, a intensidade do campo magnético a uma distância
é dada por
onde
,
é a corrente e
é a distância ao fio.
Passo 3
Substituindo
,
e
:
Passo 4
A força magnética sobre uma carga
movendo-se com velocidade
em um campo
vale
Aqui
é paralelo ao fio, enquanto
é ortogonal a
, logo
e
.
Passo 5
Para o elétron,
,
e
. Assim
Resposta
(a)
(b)
(b)