Força Magnética

FORÇA MAGNÉTICA

Força sobre partícula carregada

Consideremos uma partícula com carga . Quando essa partícula é lançada com velocidade numa região em que existe apenas um campo magnético , às vezes essa partícula sofre a ação de uma força , que depende de . Observa-se que a força é nula quando tem a mesma direção de (Fig. 1).

No entanto, quando   forma com um angulo (Fig. 2), tal que   e , observa-se a existência de uma força cujo módulo é proporcional ao produto v.sen .

Assim, a intensidade de é definida de modo que a intensidade da força é dada por:

(I)

Quando existe a força magnética, observa-se que ela é simultaneamente perpendicular a e a , (Fig. 3), isto é, ela é perpendicular ao plano determinado por e . Na Fig. 3, a força tem a direção da reta r que é perpendicular a .

O sentido de depende do sinal da carga. Na Fig. 4 indicamos o sentido de para o caso em que q > 0. Esse sentido pode ser obtido pela regra da mão esquerda:

Se a carga for negativa, o sentido de é oposto ao anterior. (Fig. 5).

Para facilitar a representação dos vetores usamos seguinte convenção:

  • o simbolo indica um vetor "entrando" no plano do papel.
  • o simbolo indica um vetor "saindo"do plano do papel.

Assim, para o observador O da da Fig. 4, a força será representada por:

e no caso da Fig. 5, a força vista pelo observador O será representada por:

Unidade de intensidade de

No sistema internacional a unidade da intensidade de é o tesla, cujo simbolo é T.

Trabalho da força magnética

Pelo fato de a força magnética ser perpendicular à velocidade, ela nunca realiza trabalho. Assim, ela não altera o módulo de ; seu efeito é apenas o de alterar a direção de .

Exemplo 1

Na Fig. 6 representamos uma partícula com carga q > 0 sendo lançada com velocidade num ponto em que o campo magnético é . Aplicando a regra da mão esquerda (Fig. 7) percebemos que a força tem direção perpendicular ao plano do papel e seu sentido é "para fora"do papel e assim, é representada pelo simbolo da Fig. 8.

Fig. 8

Na fig. 9 representamos como a força é vista pelo observador, sendo    o plano determinado por e .

Movimento quando o campo é uniforme

Suponhamos que uma partícula com carga seja lançada com velocidade numa região onde há campo magnético uniforme . Podemos ter três tipos de movimentos.

i) Caso em que e   têm a mesma direção

Neste caso a força magnética é nula e assim, o movimento será retilíneo e uniforme.

ii) Caso em que é perpendicular a

Neste caso teremos um movimento circular e uniforme. Na Fig. 11, o campo , é perpendicular ao plano do papel e "entrando" nele.(Símbolo )

Como o ângulo entre e é = 90º, temos sen = 1. Assim:

Neste caso a força magnética é uma força centrípeta. Assim:

Portanto:

Assim: (II)

O período (T) do movimento é dado por:

(III)

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Sumário

- Força sobre particula carregada
i. Unidade de intensidade
ii. Trabalho da força magnética
iii. Movimento quando o campo é uniforme
iv. Força sobre condutor retilíneo
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