Vamos lá, guerreiros! Segue um resumo esperto dessa assunto de Física 3, a força magnética. Foco, selva!
1. FORÇA MAGNÉTICA
Considerando uma carga positiva q se movendo com uma velocidade v na presença de um campo magnético uniforme. Verifica-se, experimentalmente, que a carga age da seguinte forma:
- Se a carga se move paralelamente ao campo B, ela não sente atuação de força sobre ela.
- Se a carga se move em uma direção perpendicularmente ao vetor campo magnético B, ela sente a atuação de uma força magnética Fmag.
A direção da força é sempre perpendicular ao plano formado pelos vetores e . A intensidade da força nesse caso é dada pela expressão:
- Se a carga é lançada obliquamente ao campo, ou seja, onde a velocidade v forma um angulo θ com o campo B. Atua uma força sobre a carga, assim como no caso anterior, ele é perpendicular ao plano formado pelos vetores v e B.
Nesse caso, a intensidade da força magnética é dada pela expressão:
Para indicarmos a direção e o sentido da força magnética utilizamos uma regra simples, conhecida como regra da mão direita para força.
Cada dedo da mão direita representa um vetor, a palma da mão (na direção do empurrão) o vetor força (F), o polegar representa o vetor velocidade (v) e o dedo médio representa o vetor campo magnético (B).
| GRANDEZAS: | UNIDADES: |
| FORÇA MAGNÉTICA (Fmag) | N (newton) |
| CARGA ELÉTRICA (q) | C (coulomb) |
| VELOCIDADE (v) | m/s (metro por segundo) |
| CAMPO MAGNÉTICO (B) | T (tesla) |
2. MOVIMENTO DAS CARGAS EM UM CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME
Considere uma carga elétrica q positiva lançada num campo magnético, o movimento que a carga terá dentro do campo depende da maneiro como ela é atirada em relação ao campo.
2.1 Vetor velocidade paralelo ao campo
Quando a v é paralelo a B, o ângulo formado entre esses dois vetores pode ser de 0˚ ou 180˚, dessa forma, a força magnética (Fmag = qvB.senθ) será nula, pois sen0˚ = sen180˚ = 0.
Por isso, a carga elétrica não sofrerá desvio e descreverá um movimento retilíneo uniforme (MRU).
2.2 Vetor velocidade perpendicular ao campo
Quando v é perpendicular a B, o ângulo formado entre esses dois vetores é de 90˚, dessa forma, a força magnética é expressa por Fmag = qvB, pois sen90˚ = 1.
Com isso, a forca magnética atua perpendicularmente a velocidade, se comportando como uma força resultante centrípeta. Assim, a carga adquire um movimento circular e uniforme (MCU).
Como o movimento é circular, podemos definir uma expressão para o raio da curva, dada por: