Física 19 C Flashcards
(4 cards)
Quando uma força magnética atua sobre uma carga elétrica, e como determinar sua direção usando a regra do tapa?
Por que a força magnética é sempre perpendicular ao vetor velocidade e ao vetor campo magnético?
A força magnética (F = q * v * B * sen(θ)) atua em uma carga elétrica (q) em movimento com velocidade (v) em um campo magnético (B), desde que v não seja paralela a B (θ ≠ 0° ou 180°). Se a carga está em repouso ou v é paralela a B, F = 0. A força é perpendicular a v e B (90°), definida pelo produto vetorial. A direção de F é encontrada pela regra do tapa (mão direita): polegar indica v, outros dedos B; para carga positiva, a palma aponta F; para negativa, as costas. Exemplo: carga positiva com v horizontal e B entrando no plano tem F vertical para cima. A perpendicularidade garante que F não realiza trabalho, alterando apenas a direção de v (ex.: trajetória circular). Provas cobram condições para F ≠ 0, uso da regra do tapa e propriedades do movimento em campos magnéticos.
Como determinar se uma carga elétrica lançada perto de um fio com corrente sofre força magnética, e qual é a direção dessa força usando a regra do tapa?
Por que uma carga elétrica com velocidade paralela ao campo magnético não sofre força magnética, e qual é o tipo de movimento resultante?
Um fio longo com corrente i cria um campo magnético (B) circular, entrando ou saindo do plano conforme a regra da mão direita (polegar na direção da corrente, dedos indicam B). Uma carga elétrica positiva ou negativa, lançada com velocidade (v) não paralela a B (ex.: v vertical, B entrando), sofre força magnética (F = q * v * B * sen(θ)) perpendicular a v e B, calculada pela regra do tapa (mão direita: polegar em v, dedos em B; palma para carga positiva, costas para negativa). Ex.: carga positiva com v para cima, B entrando, F é horizontal à esquerda; carga negativa com v para baixo, F também à esquerda. Isso pode causar atração (F aponta para o fio, ex.: carga positiva, v à direita, B saindo, F para baixo) ou repulsão (F aponta para fora, ex.: carga negativa, v à direita, B saindo, F para cima). Se v é paralela a B (θ = 0° ou 180°), F = 0, pois sen(0°) = sen(180°) = 0, resultando em movimento retilíneo uniforme (MRU) com energia cinética constante, independentemente da carga ser positiva ou negativa. Provas cobram o uso da regra do tapa, identificação de F ≠ 0, e análise de movimento (MRU quando F = 0).
Como determinar o tipo de movimento de uma carga elétrica lançada com velocidade perpendicular a um campo magnético uniforme, e por que a trajetória é circular?
Por que o raio da trajetória circular de um próton é maior que o de um elétron em um mesmo campo magnético uniforme, considerando mesmas velocidades iniciais?
Quando uma carga elétrica (ex.: próton ou elétron) é lançada com velocidade (v) perpendicular (θ = 90°) a um campo magnético uniforme (B), a força magnética (F = q * v * B * sen(90°) = q * v * B) atua perpendicularmente a v, resultando em uma trajetória circular com movimento circular uniforme (MCU). A força magnética, calculada pela regra do tapa (polegar: v, dedos: B, palma para carga positiva/costas para negativa), atua como força centrípeta, apontando para o centro da circunferência. Ex.: carga positiva com v horizontal e B saindo tem F vertical para baixo; elétron (carga negativa) tem F para cima. O raio da trajetória é dado por r = (m * v) / (|q| * B) (macete: “Rachid me vendeu um quibe”). Para próton e elétron com mesma v e B, o próton tem raio maior pois sua massa é muito maior (m_próton»_space; m_elétron), apesar de |q| ser igual. Um nêutron, sem carga, segue movimento retilíneo uniforme (MRU) por não interagir com B. Provas cobram identificação do movimento circular, uso da regra do tapa, cálculo do raio e comparação de trajetórias.
Como determinar a direção e o sentido do campo magnético em regiões onde uma carga elétrica descreve movimento circular uniforme, usando a regra do tapa?
Como calcular o módulo do campo magnético em uma região onde uma carga negativa executa movimento circular uniforme, e qual é a relação entre o raio da trajetória e o campo magnético?
Para uma carga elétrica em movimento circular uniforme (MCU) em um campo magnético uniforme (B), a força magnética (F = q * v * B * sen(θ)) atua como força centrípeta, perpendicular à velocidade (v) e a B (θ = 90°). A regra do tapa (mão direita: polegar em v, dedos em B, palma para carga positiva/costas para negativa) determina a direção de F, que aponta para o centro da circunferência. Exemplo: carga positiva com v para baixo, F à direita, implica B entrando (região 1); v à direita, F para baixo, implica B saindo (região 2). O raio da trajetória é r = (m * v) / (|q| * B) (macete: “Rachid me vendeu um quibe”), sendo inversamente proporcional a B: maior raio implica menor |B|. Para calcular |B|, iguala-se F_magnética = F_centrípeta: B = (m * v) / (|q| * r). Ex.: carga negativa (q = -1 × 10⁻¹⁰ C, m = 1 × 10⁻¹⁰ kg, v = 1 × 10³ m/s) com r dado, B é calculado em Tesla. Provas cobram direção/sentido de B via regra do tapa, cálculo de |B|, e relação inversa entre r e |B|.
