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Uma partícula, de peso 8,0 × N e eletrizada com carga positiva de 2,0 × C, move-se com velocidade horizontal constante de 2,5 × m/s no plano XY e na direção e no sentido positivo do eixo X de um sistema de eixos tri-ortogonais, como mostrado na figura, na qual representa a aceleração gravitacional.
Para que essa condição seja possível, desprezando-se possíveis forças de resistência ao movimento, deve atuar sobre a partícula uma força vertical, com sentido para cima, que compense o peso.
a. Suponha que a partícula seja mantida nessa situação pela ação de um campo elétrico uniforme. Usando como referência o sistema de eixos da figura, determine a direção e o sentido desse campo elétrico e calcule a sua intensidade, em N/C.
b. Suponha que a partícula seja mantida nessa situação pela ação de um campo magnético uniforme. Usando como referência o sistema de eixos da figura, determine a direção e o sentido desse campo magnético e calcule a sua intensidade, em teslas.
a. Considerando que o equilíbrio da partícula seja pela ação de um campo elétrico uniforme, a força que compensará o peso será a força elétrica, tendo mesma intensidade e sentido oposto (vertical para cima). Assim, tem-se que:
Sabendo que a carga é positiva, tem-se que o vetor campo elétrico tem mesmo sentido que o vetor força elétrica, ou seja, direção e sentido positivo do eixo Z. Sua intensidade é dada por:
b. Considerando que o equilíbrio da partícula seja pela ação de um campo magnético uniforme, a força que compensará o peso será a força magnética, tendo mesma intensidade e sentido oposto (vertical para cima). Assim, tem-se que:
A partir da regra da mão esquerda e considerando que a carga é positiva, o vetor campo magnético tem a mesma direção e sentido do eixo y. Para o cálculo da intensidade do campo, tem-se que:
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