Quando partículas carregadas se movem numa região em que existe um campo magnético, ficam sujeitas a forças.

Este fenômeno é observado, por exemplo, quando se aproxima um ímã de um feixe de partículas carregadas num tubo de televisão. Sob ação do campo magnético, a trajetória das partículas apresenta curvatura, o que indica a existência de uma aceleração (centrípeta), portanto, de uma força.

Verifica-se, por meio de experiências, que esta força depende da velocidade da partícula do campo magnético , da carga elétrica q e do ângulo entre as direções de e . Essa força é sempre perpendicular à direção da velocidade e, no caso em que é perpendicular a B, a intensidade da força é dada pela expressão

(4)

Esta expressão só se aplica no caso em que a direção da velocidade e a do campo magnético são perpendiculares e você verá mais adiante o caso em que elas não são perpendiculares.

Este fenômeno, talvez novo para você, está relacionado com o que estudou a respeito da força que age sobre um condutor percorrido por corrente elétrica, quando está num campo magnético.

Você já conhece a estrutura de um material condutor e sabe que a corrente elétrica é constituída por um movimento ordenado de cargas elétricas.

Você já estudou também que a intensidade da corrente elétrica está relacionada com a quantidade de carga q, que atravessa uma seção do condutor por unidade de tempo, através da relação

i =	(ampère = )

Substituindo i por na expressão da força sobre um condutor, teremos:

F = i B = B = q B

O quociente pode ser interpretado como a velocidade média com que as cargas percorrem o condutor. Assim, podemos escrever

que é a expressão (4).

Dessa forma, a força que aparece sobre um fio percorrido por corrente ou sobre uma carga em movimento, num campo magnético, constitui um mesmo fenômeno.

Q20 -Calcule a intensidade da força que aparece sobre uma carga de 3 x 10^-15 C, que entra num campo magnético de 5 x lO⁴ T com velocidade de 10⁷ m/s. As direções do campo magnético e da velocidade são perpendiculares.

A direção e o sentido de são determinados pela regra da mão direita, de forma semelhante à que você viu no caso de uma corrente elétrica através de um condutor.

Imagine que uma carga q = +2 x 10^-18 C se desloca no plano representado na figura 12, com velocidade . Um campo magnético atua nessa região, com direção perpendicular ao plano da figura "entrando" no papel. O campo magnético está indicado na figura pelo sinal . Esse sinal é usado quando se quer indicar o sentido de um vetor que é perpendicular à folha de papel e está entrando nela. Para indicar um vetor que está saindo da folha o sinal usado é .

Q21 - Indique, na figura 12, a direção e o sentido da força que age sobre a carga q.

figura 12

Q22 -Qual o ângulo formado entre as direções de e ? E entre as direções de e ?

Quando se trata de cargas negativas (por exemplo, elétrons) em movimento, é preciso tomar cuidado com o sentido apontado pelo indicador. Isso porque o sentido convencionado para a corrente elétrica num condutor é oposto ao sentido em que os elétrons se deslocam.

Assim, para o movimento de uma carga negativa, você deve aplicar a regra fazendo com que o indicador aponte o sentido oposto ao de (velocidade da carga negativa).

Suponha que um elétron está se deslocando no plano da figura 13 e nessa região existe um campo magnético perpendicular ao plano da figura.

Q23 - Indique na figura 13 o sentido da força que aparece sobre o elétron.

figura 13

Q24 - Determine a intensidade, a direção e o sentido da força sobre uma carga q negativa que entra num campo magnético com velocidade , representados na figura 14.

figura 14

Concluindo, podemos dizer que, sobre uma carga elétrica que se movimenta numa região em que há um campo magnético perpendicular a , aparece uma força. Essa força pode ser calculada, a partir do valor da velocidade, da carga e da intensidade de campo magnético, pela expressão


A direção de é perpendicular às direções de e de , e o sentido é determinado pela regra da mão direita, em que o indicador aponta no sentido da velocidade, se a carga for positiva, e no sentido oposto à velocidade, se a carga for negativa.

Respostas

Introdução
1. Força sobre um condutor retilíneo
2. Intensidade da força
3. Definição da unidade de
4. Intensidade da força sobre condutores em função do ângulo

5. Cargas elétricas em movimento num campo magnético
6. Exercícios de aplicação I
7. Intensidade da força sobre cargas em função do ângulo
8. Espira num campo magnético
9. Força entre dois condutores paralelos
10. Exercícios de aplicação II
Leitura Suplementar
Principal
Eletromagnetismo