Uma partícula de massa igual a 2 ∙ 10–18 kg e eletrizada com carga positiva igual a 1,6 ∙ 10–19 C é lançada com velocidade constante e igual a 4 ∙ 102 m/s, perpendicularmente às linhas de campo magnético, em uma região onde a intensidade dele corresponde a 5 T. Como consequência, a partícula descreve uma trajetória circular.Nessas condições, determine o raio dessa trajetória circular.a)102b)103c)104d)105e)106
Question
Uma partícula de massa igual a 2 ∙ 10–18 kg e eletrizada com carga positiva igual a 1,6 ∙ 10–19 C é lançada com velocidade constante e igual a 4 ∙ 102 m/s, perpendicularmente às linhas de campo magnético, em uma região onde a intensidade dele corresponde a 5 T. Como consequência, a partícula descreve uma trajetória circular.Nessas condições, determine o raio dessa trajetória circular.a)102b)103c)104d)105e)106
Solution
A força magnética que atua sobre uma partícula carregada em movimento é dada pela expressão F = qvB senθ, onde:
- F é a força magnética,
- q é a carga da partícula,
- v é a velocidade da partícula,
- B é a intensidade do campo magnético,
- θ é o ângulo entre a velocidade e o campo magnético.
Neste caso, a partícula está se movendo perpendicularmente ao campo magnético, então θ = 90° e senθ = 1. A força magnética é a força centrípeta que mantém a partícula em movimento circular, então podemos igualar F = qvB a F = mv²/r, onde m é a massa da partícula e r é o raio da trajetória circular.
Igualando as duas expressões para a força, temos:
qvB = mv²/r
Podemos cancelar um dos fatores de v e resolver para r:
r = mv/qB
Substituindo os valores dados na questão, temos:
r = (2 ∙ 10–18 kg ∙ 4 ∙ 102 m/s) / (1,6 ∙ 10–19 C ∙ 5 T) = 0,5 ∙ 10^3 m = 5 ∙ 10^2 m
Portanto, o raio da trajetória circular é 5 ∙ 10^2 m, o que não corresponde a nenhuma das opções de resposta fornecidas. Verifique se os valores fornecidos na questão estão corretos.
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