Sou mais Enem | Força magnética em carga elétrica
Força magnética em carga elétrica
A força magnética é a força que aparece pela interação de uma carga elétrica com um campo magnético. Possui algumas características bastante peculiares.
•A força magnética aparece em cargas em movimento que cruzam um campo magnético (sem que a velocidade seja paralela ao campo)
•Campo magnético B é gerado por cargas em movimento (ou corrente elétrica) e age somente em cargas em movimento (ou corrente elétrica), não atua sobre uma carga em repouso.
•Unidade de campo magnético (B) = T (tesla)
Direção e sentido da força magnética:
Costuma-se usar a chamada "regra da mão" para determinar a orientação da força magnética. A regra é usada para simplificar o sentido da força magnética que é resultado do produto vetorial da velocidade pelo campo.
Abaixo está mostrada a a "Regra da Mão Direita Espalmada".
Obs.: Alguns autores preferem a Regra da Mão Esquerda ou Regra de Fleming, que também é válida, mas os eixos diferem no posicionamento. Força no polegar, campo no indicador e velocidade no anular. Se você já conhece essa regra ou alguma outra, evite ficar decorando outra, pois poderá acabar se confundindo. Decore apenas uma e use-a corretamente.
A dificuldade do uso da regra da mão ou do produto vetorial está no caráter tridimensional que existe. Como o vetor força é perpendicular ao plano do vetor formado pela velocidade e campo há a necessidade da tridimensionalidade. Nos vestibulares é comum o uso do ângulo de 90o para v e B. Então os três vetores acabam ficando perpendiculares entre si. Uma representação possível bidimensional é apresentada a seguir.
Obs.: O campo magnético é interage em todas as direções, assim é necessário representa-lo, as vezes, de uma forma tridimensional. É preciso um vetor que seja perpendicular ao plano do papel. Para fazer tal representação desenhamos um vetor entrando no papel como a parte traseira de uma flecha. E um vetor saindo do papel como um pequeno ponto que representa a parte frontal de uma flecha.
(UFF) Sabe-se que as linhas de indução magnética terrestre são representadas, aproximadamente, como na figura.
Partículas positivamente carregadas dos raios cósmicos aproximam-se da Terra com velocidades muito altas, vindas do espaço em todas as direções. Considere uma dessas partículas, aproximando-se da Terra na direção do seu centro, ao longo do caminho C (ver a figura). Pode-se afirmar que essa partícula, ao entrar no campo magnético da Terra,
(A) será defletida para baixo, no plano da página.
(B) será defletida perpendicularmente à página, afastando-se do leitor.
(C) não será defletida pelo campo.
(D) será defletida para cima, no plano da página.
(E) será defletida perpendicularmente à página, aproximando-se do leitor.
É preciso adequar os vetores apresentados com os vetores da regra da mão direita.
O campo magnético é tangente a linha de indução que sai do polo norte magnético (sul geográfico) e entra no polo sul magnético (norte geográfico).
A velocidade está representada na própria trajetória da partícula.
A mão será colocada espalmada para cima, de modo que os dedos coincidam com B e o polegar com a velocidade. A partícula é positiva, assim a força aparece na palma da mão que está virada para cima. Observe a figura a seguir.
Assim a força magnética que atua na partícula positiva será defletida perpendicularmente a folha de papel e apontará do papel para leitor.
Como a força sobre uma carga é F = qvB e a corrente elétrica que percorre um fio é i = q / t , podemos escrever que F = i t v B. Mas t vezes v é a distância percorrida pela carga (que corresponde ao comprimento L do fio). Assim, uma outra forma de escrever a força elétrica é: