FÍSICA PROF. NELSON BEZERRA

PROF. WILLIAM COSTA3º ANOENSINO MÉDIO

Unidade IIIEnergia: transformação e conservação

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Aula 14.2ConteúdoForça magnética sobre uma carga elétrica em movimento no interior de um campo magnético

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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HabilidadeCalcular a intensidade da força magnética que atua sobre uma carga em movimento no interior do campo magnético.

CONTEÚDOS E HABILIDADES

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Em nossa aula anterior estudamos como se comporta a força magnética nas proximidades de um fio condutor:

Força sobre um condutor reto em um campo magnético uniforme:F = B . i . L . senθ

REVISÃO

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Regra da mão direita número 2A direção e o sentido da força magnética que atua sobre uma partícula de carga elétrica positiva (q > 0) é a mesma direção e o mesmo sentido em que a mão direita daria um empurrão em alguma coisa.

REVISÃO

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Você saberia responder qual o nome que se dá, quando uma Força Magnética de ímã atinge uma determinada área ao seu redor?

DESAFIO DO DIA

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Força magnética sobre uma carga em movimento

AULA

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Um campo magnético não atua sobre cargas elétricas em repouso, mas se pegarmos esta carga e lançarmos com uma velocidade v em direção a uma área onde há um campo magnético B pode aparecer uma força F atuando sobre esta carga, denominada força magnética. As características desta força magnética foram determinadas pelo físico Hendrik Antoon Lorentz (1853-1920).

AULA

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Características da força magnética sobre uma carga em movimento no interior de um campo magnético uniforme:

Intensidade: é dada pela expressão:F = |q| . v . B . senθ

AULA

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Nessa expressão:

F = |q| . v . B . senθ

q representa a carga elétrica; v é a velocidade com que a carga se movimenta no interior do campo;B é a intensidade do campo magnético; θ é o ângulo formado por B e v.

AULA

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AULA

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Direção e sentido: é dado pela regra da mão esquerda.A força magnética que age sobre a carga móvel é sempre perpendicular ao plano formado pelos vetores v e B.

F

B

v

AULA

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A influência do ângulo θ sobre a intensidade da força magnética:

Podemos destacar duas situações importantes, com relação aos valores assumidos pelo ângulo θ:

a) Quando o ângulo for 00 ou 1800 a força magnética será nula, ou seja, quando a carga for lançada horizontalmente à direção do campo magnético a força será zero.

q > 0 q > 0

θ θ = 180ºθO=

V V

B B

AULA

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b) Quando o ângulo θ for 900 a intensidade da força magnética será máxima, pois nesse caso o valor do seno do ângulo θ será máximo.

Onde θ = 90º, sendo v perpendicular a B.Sendo sen90º = 1,

resultará Fm = q . v . B ≠ 0

q X Fm

V B

AULA

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A trajetória da carga dentro do campo magnético será uma trajetória circular:

AULA

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O raio da trajetória circular da carga é dado pela expressão:

Nessa expressão: m é a massa da carga; v é sua velocidade; q é o valor de sua carga e B a intensidade do campo magnético.

R = m . v|q| . B

AULA

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R = m . v|q| . B

AULA

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Exemplo 1 Em um campo magnético de intensidade 100T, uma partícula com carga 0,0002C é lançada com velocidade 200000m/s, em uma direção que forma um ângulo de 30° com a direção do campo magnético, conforme indica a figura:

30º

B

v

AULA

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Qual a intensidade da força magnética que age sobre a partícula?

30º

B

v

AULA

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Resolução:Para calcularmos a força magnética que age sobre esta partícula devemos lembrar da equação do campo magnético, generalizado para direções arbitrárias de “lançamento”. Ou seja:F = B . |q| . v . senθF = 100 . 0,0002 . 200000 . sen30ºF = 2000 N

AULA

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Exemplo 2(MED - ITAJUBÁ) I. Uma carga elétrica submetida a um campo magnético sofre sempre a ação de uma força magnética. II. Uma carga elétrica submetida a um campo elétrico sofre sempre a ação de uma força elétrica.III. A força magnética que atua sobre uma carga elétrica em movimento dentro de um campo magnético é sempre perpendicular à velocidade da carga.

AULA

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Aponte abaixo a opção correta:a) Somente I está correta.b) Somente II está correta.c) Somente III está correta.d) II e III estão corretas.e) Todas estão corretas.

AULA

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Resposta:A afirmação I está incorreta pelo fato de a carga elétrica nem sempre sofrer ação de uma força magnética. Para uma carga elétrica lançada paralelamente às linhas de campo a força magnética será nula.A afirmação II está correta, pois cargas elétricas lançadas em campos elétricos sempre sofrem a ação de uma força elétrica.

AULA

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A afirmação III está correta, pois a força magnética é sempre perpendicular à velocidade da carga. Essa comprovação pode ser realizada através da regra do tapa.Alternativa D

AULA

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Uma partícula com carga elétrica 5,0 x 10-6 C é lançada no interior de um campo magnético B = 3,0 x 103 T com velocidade de 3 x 104 m/s. Sabendo que o ângulo entre a direção da velocidade e o campo magnético é de 300, calcule a intensidade da força magnética sobre a carga.Dado sen 30º = 0,5

DINÂMICA LOCAL INTERATIVA

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Força sobre um condutor reto em um campo magnético uniforme:

F = B . i . L . senθ

RESUMO DO DIA

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Regra da Mão direita n° 2 (Regra do tapa)

RESUMO DO DIA

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Características da força magnética sobre uma carga em movimento no interior de um campo magnético uniforme:

Intensidade: é dada pela expressão:

F = |q| . v . B . senθ

RESUMO DO DIA

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Direção e sentido: é dado pela regra da mão esquerda.A força magnética que age sobre a carga móvel é sempre perpendicular ao plano formado pelos vetores v e B.

F

B

v

RESUMO DO DIA

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a) Quando o ângulo for 00 ou 1800 a força magnética será nula, ou seja, quando a carga for lançada horizontalmente à direção do campo magnético a força será zero.

q > 0 q > 0

θ θ = 180ºθO=

V V

B B

RESUMO DO DIA

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b) Quando o ângulo θ for 900 a intensidade da força magnética será máxima, pois nesse caso o valor do seno do ângulo θ será máximo.

Onde θ = 90º, sendo v perpendicular a B.Sendo sen90º = 1,

resultará Fm = q . v . B ≠ 0

q X Fm

V B

RESUMO DO DIA

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A trajetória da carga dentro do campo magnético será uma trajetória circular:

RESUMO DO DIA

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Desafio do dia

DESAFIO DO DIA

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No vídeo, observamos elétrons que se movimentam em uma velocidade muito alta, quando se aproxima um campo magnético acontece a deflexão desses elétrons. Por que isso acontece?

DESAFIO DO DIA

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Você saberia responder qual o nome que se dá, quando uma Força Magnética de ímã atinge uma determinada área ao seu redor?

DESAFIO DO DIA

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