Estudamos somente o caso em que o campo magnético e a velocidade
das cargas têm direções perpendiculares; experiências
realizadas mostram que, se 
e 
formam um ângulo
(figura 18), a força
pode ser calculada
pela expressão:
| F = q v B sen
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(5) |
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| figura 18 |
Q25 - Calcule o valor da força que age sobre a carga q =
+2 x 10-18 C, que se move com velocidade 5 x 107 m/s,
ao entrar num campo magnético de intensidade 104 T (figura
18); o ângulo
vale 30º.
Q26 - Qual a direção e o sentido dessa força?
Q27 - Qual deve ser o valor de ,
para que a força sobre a carga seja igual a zero?
Q28 - Para que valor do ângulo
a força sobre a carga tem valor máximo?
Q29 - Suponha que na Q25 a carga é negativa. Qual será a força, em módulo, direção e sentido?
Vejamos agora qual o efeito da força que age sobre uma carga que se movimenta num campo magnético, isto é, vamos estudar o movimento de uma carga elétrica que se movimenta numa região em que existe um campo magnético.
Você já sabe que, nessas condições, aparece
uma força sobre a carga (essa força é nula, quando
= 0 ou
= 
). Logo, a carga elétrica
ficará sujeita a uma aceleração, cujo valor depende
de sua massa.
Q30 - Se a partícula de carga q e velocidade
tem massa m, como você poderá calcular a aceleração
que a partícula adquirirá quando entrar num campo magnético
, cuja direção
é perpendicular a ?
(figura 19)
Q31 - Indique, nas figuras 19 e 20, a direção e o
sentido da aceleração correspondente.
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| figura 19 |
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| figura 20 |
Ora, a aceleração de uma partícula corresponde a uma variação de sua velocidade. Assim, se a aceleração tem direção diferente da direção da velocidade, há modificação na trajetória da partícula.
Q32 - Indique no esquema da figura 20 a trajetória aproximada que a carga q deverá seguir.
A figura 21 mostra as trajetórias de partículas carregadas
que se deslocam num campo magnético. Você pode notar que essas
trajetórias não são retilíneas.
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figura 21 |
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A foto mostra duas espirais que correspondem às trajetórias de um elétron e de um pósitron (o pósitron é uma partícula semelhante ao elétron, mas com carga positiva). As duas partículas têm origem em P e descrevem espirais opostas na presença de um campo magnético, que é perpendicular ao plano da fotografia. O evento ocorreu numa câmara de bolhas no laboratório de Brookhaven (EUA). As espirais menores representam elétrons de baixa energia. Alguns dos traços têm tão pouca curvatura que parecem retas. |
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Outro resultado importante sobre o movimento da partícula pode ser
obtido da equação F = q v B. Se a partícula estiver
parada, isto é, se v = 0, a força que age sobre a partícula
será nula. Ou seja, o campo magnético externo
não interage com a partícula, se ela estiver parada.
Respostas
Intensidade
da força sobre cargas em função do ângulo 
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