fundamentos de física iii fundamentos de física iii - Departamento de ...

campo magnético em uma região do espaço: ela é a mesma que a direção de
movimento de uma carga positiva que possui movimento retilíneo.
A unidade de indução magnética no Sistema Internacional é o TESLA (T):
Se a velocidade v r e a indução B r forem perpendiculares, o movimento será uma
circunferência, e a força magnética irá fazer o papel da força centrípeta (figura
27.3):
1 N 1 N
1T
= = .
1C
× 1 m A⋅
m
s
Um campo magnético de 1 T é muito intenso (lembre que 1 C é uma unidade
que contém uma carga muito grande). Por causa disso, costuma-se
frequentememente usar uma outra unidade, o GAUSS (G):
O raio da trajetória é:
mv
F = qvB =
r
mv
r =
qB
2
1 G = 10
.
− 4 T
O campo magnético da Terra é da ordem de 0,6 G. Nos trabalhos de pesquisa
em laboratórios, podemos produzir campo magnéticos muito intensos, da ordem de
algumas centenas de Tesla. Entretanto, tais valores são conseguidos durante
intervalos de tempo muito pequenos.
Note que o raio da trajetória é diretamente proporcional ao momento
linear da partícula.
Outra informação importante pode ser extraída da frequência angular do
movimento dessa partícula, ou seja:
ω =
v
r
qB
= .
m
Concluímos que ω é proporcional à relação carga/massa da partícula em
EXEMPLO 27.1
Descreva, o movimento de uma partícula carregada em um campo magnético de
indução B r , entrando no plano da página (indicado pelo símbolo X), como mostra
a Figura 27.3.
questão.
Essa frequência angular é denominada frequência cíclotron, porque, em um
determinado tipo de acelerador de partículas atômicas e subatômicas -- o
cíclotron -- partículas carregadas circulam exatamente com essa frequència.
SOLUÇÃO: Lembre-se de que a força magnética altera a direção da velocidade,
mas não o seu módulo. Por isso toda partícula carregada mergulhada num
campo magnético mantém sua energia cinética.
ATIVIDADE 27.1
Um elétron com energia cinética de 15 eV (1 eV=
1,60
−19
× 10 J) é lançado
perpendicularmente a um campo magnético de indução B = 1, 0 G entrando no
plano da página.
(a) Qual é o raio de sua órbita?
(b) Qual é a sua freqüência cíclotron?
(c) Qual é o período de seu movimento?
(d) Qual é o sentido de seu movimento circular quando visto por um observador
olhando na mesma direção e sentido do campo?
(e) Qual é o sentido de seu movimento circular quando visto por um observador
olhando na mesma direção mas no sentido oposto ao do campo?
Figura 27.3 : Carga positiva em campo magnético.
EXEMPLO 27.2
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