O que acontece quando uma partícula carregada penetra em um campo magnético?

Quando uma partícula eletrizada é lançada em um campo magnético uniforme, ela poderá descrever no interior desse campo diversos tipos de movimento, conforme a direção de sua velocidade em relação ao campo magnético.

Considere que uma partícula eletrizada com uma carga elétrica q foi lançada com velocidade v no interior de um campo magnético uniforme de indução B. A partícula realizará movimento uniforme no interior desse campo. Os diferentes tipos de trajetória que essa partícula pode descrever dependem dos diferentes ângulos de lançamento α entre os vetores ve B.

Primeiro caso

- a partícula eletrizada com carga elétrica q é lançada paralelamente às linhas de indução, isto é, v é paralelo ou antiparalelo a B. Nesse caso, α = 0° ou α = 180°. Vejamos a figura abaixo.

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Como sen 0° = 0 e sen 180° = 0, concluímos, de Fmg=|q|.v.B.sen α, que a força magnética que age na partícula é nula. Isso significa que a partícula realiza, no interior do campo magnético, movimento retilíneo e uniforme.

Segundo Caso

- a partícula eletrizada com carga elétrica q é lançada perpendicularmente às linhas de indução, isto é, v é perpendicular a B. Nesse caso, α = 90°. Vejamos a figura abaixo.

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Nessa situação, como α = 90°, a força magnética Fmg age como uma força centrípeta, modificando apenas a direção da velocidade v da partícula de carga elétrica q, sem provocar variações em seu módulo. Desse modo, essa partícula passa a descrever no interior do campo magnético um movimento circular uniforme.

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Terceiro caso

- a partícula eletrizada com carga elétrica q é lançada obliquamente em relação às linhas de indução. Nesse caso, devemos decompor o vetor velocidade v segundo duas componentes:

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 – componente de v na direção normal à direção de B e
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 – componente de v na direção de B. Essa componente determina um movimento retilíneo e uniforme.

Teremos, então, uma combinação das trajetórias dos casos 1 e 2 e, como resultado, obteremos uma hélice cilíndrica, conforme mostrado na figura abaixo.

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Campo magnético - Movimento Circular

Na figura abaixo, uma partícula carregada penetra em uma região aonde existe um campo magnético uniforme

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, descreve uma  semicircunferência e deixa a região. A partícula, que pode ser um próton ou um elétron (a identidade da partícula faz parte do problema), passa na região.

Qual o módulo de ?

0,252 T:

Consegui enxergar que o vetor v x B aponta para a esquerda. Logo, a força magnética tende a desviar a partícula para a esquerda. Mas a pergunta que não quer calar é: O que isso tem a ver com o fato de ser um elétron ou um próton?

Um outro problema que estou tendo é com a fórmula que devo utilizar uma vez que não possuo o valor da velocidade, nem do raio. Com o período (dado no problema) consigo encontrar a frequência de revolução mas acho que não me ajuda muito.

Obrigada

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Re: Campo magnético - Movimento Circular

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 por jpperin Sex 06 Nov 2015, 22:28

É um próton pela regra da mão direita.

Na semicircunferência aplique a regra da mão direita, v x B
Se aplicar com o campo saindo da folha verá que a força aponta para a esquerda, então a carga deve ser positiva, pois Fm = q vxB. Se a carga fosse negativa a partícula não desviaria para a esquerda e sim para a direita.

Se ela passa 130 ns na região, T/2 = 130 X 10^-9s.

Se tu igualar a Força Centrípeta a força Magnética encontra que o Raio é: R = mv/qB

Só que v = 2πR/T.

R = 2πRm/qBT
qBT = 2πm
B = 2πm/qT

Se T/2 = 130 x 10^-9, T = 260 x 10^-9
A carga do próton é a carga fundamental q = 1,6 x 10^-9
A massa do proton é tabelada m = 1,67 x 10^-27

Então B = 2,5 x 10^-11


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Re: Campo magnético - Movimento Circular

O que acontece quando uma partícula carregada penetra em um campo magnético?
 por Mathimatiká Grecca Sab 07 Nov 2015, 16:04

Consegui enxergar que o vetor v x B aponta para a esquerda. Logo, a força magnética tende a desviar a partícula para a esquerda. Mas a pergunta que não quer calar é: O que isso tem a ver com o fato de ser um elétron ou um próton?Fico aguardando resposta.

Obrigada


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Re: Campo magnético - Movimento Circular

O que acontece quando uma partícula carregada penetra em um campo magnético?
 por jpperin Sab 07 Nov 2015, 17:51

Por que se a particula é positiva aponta pra esquerda, se for negativa a Força Magnética fica negativa, então pra direita.
Quando se utiliza a regra da mão direita pra achar a força magnética se a particula for negativa a força fica no sentido oposto (direita). Como ela continuou seguindo fiel a regra da mão direita é porque é um proton.

Conseguiu entender agora?


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Re: Campo magnético - Movimento Circular

O que acontece quando uma partícula carregada penetra em um campo magnético?
 por Elcioschin Sab 07 Nov 2015, 18:24

Permitam-me fazer correções no português e uma correção na digitação:

Enunciado:

"Na figura abaixo, uma partícula carregada penetra em uma região

aonde existe um campo magnético ..."

O correto é "onde"

Na solução:

"Se tu iguala

r a Força Centrípeta a força ..."
O correto é "tu igualares" ou "você igualar"

O expoente correto da solução é 2,52.10-¹ (e não 10-¹¹)

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Re: Campo magnético - Movimento Circular

O que acontece quando uma partícula carregada penetra em um campo magnético?
 por ramonrrp Qui 14 Set 2017, 23:16

olá!

alguém poderia, por favor, explicar mais claramente sobre a dedução a respeito da carga ser um próton ou um eletron?


ramonrrpIniciante

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Re: Campo magnético - Movimento Circular

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 por Elcioschin Qui 14 Set 2017, 23:28

O sentido do dedo, a ser usado na Regra dos três dedos da mão esquerda, é o sentido da corrente convencional:

Se for próton, o sentido do dedo é o mesmo sentido do movimento, se for elétron o sentido do dedo é oposto ao movimento dele.

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