Fisica3 (Eletromagnetismo)

Gire a mão de vpara Ê para obter o vetor vxB.
Força sobre uma
partícula positiva.
Força sobre uma
partícula negativa.
(a) (b) (e)
Figura 28-2 (a)-(c) Na regra da mão direita, o polegar da mão direita aponta na direção
de v X B quando os outros dedos apontam de v para B passando pelo menor ângulo <f> entre
os dois vetores. (d) Se a carga q é positiva, a força F 8 = qv X B tem o mesmo sentido que
v X E. (e) Se a carga q é negativa, a força F 8 tem o sentido oposto ao de v X fJ.
( d)
(e)
A Eq. 28-2 também fornece a orientação de F 8 . Como foi visto na Seção 3-8, o
produto vetorial v X B da Eq. 28-2 é um vetor perpendicular aos vetores v e B. De
acordo com a regra da mão direita (Figs. 28-2a a 28-2c), o polegar da mão direita
aponta na direção de v X B quando os outros dedos apontam de v para B. De acordo
com a Eq. 28-2, se a carga q é positiva, a força F 8 tem o mesmo sinal que v X B;
, assim, para q positiva, F 8 aponta no mesmo sentido que o polegar (Fig. 28-2d). Se
q é negativa, a força F 8 e o produto vetorial v X B têm sinais contrários e, portanto,
apontam em sentidos opostos. Assim, para q negativa, F 8 aponta no sentido oposto
ao do polegar (Fig. 28-2e).
Seja qual for o sinal da carga,
A força F 8 que age sobre uma partícula carregada que se move com velocidade v na
presença de um campo magnético B é sempre perpendicular a v e a lJ·.
Assim, a componente de F 8 na direção de v é sempre nula. Isso significa que F 8
não pode mudar a velocidade escalar v da partícula (e, portanto, também não pode
mudar a energia cinética da partícula). A força F 8 pode mudar apenas a direção de
v (ou seja, a trajetória da partícula); esse é o único tipo de aceleração que F 8 pode
imprimlr à partícula.
Para compreender melhor o significado da Eq. 28-2, considere a Fig. 28-3, que
mostra alguns rastros deixados em uma câmara de bolhas por partículas carregadas. A
câmara, que contém hidrogênio líquido, está submetida a um forte campo magnético
dirigido para fora do papel. Um raio gama, que não deixa rastro porque é eletricamente
neutro, interage com um átomo de hidrogênio e se transforma em um elétron (trajetória
espiral e-) e um pósitron (trajetória espiral e+), ao mesmo tempo em que arranca um
elétron do átomo de hidrogênio (trajetória quase retilínea e- ). As curvaturas das trajetórias
das três partículas estão de acordo com a Eq. 28-2 e a Fig. 28-2.
De acordo com as Eqs. 28-2 e 28-3, a unidade de B no SI é o newton por coulomb-metro
por segundo. Por conveniência, essa unidade é chamada de tesla (1):
newton
1 tesla = 1 T = 1 ----------­
(coulomb)( metro/segundo)
Lembrando que um coulomb por segundo equivale a um ampere, temos:
1 T = 1
newton =
1 ~-
( coulomb/segundo )(metro) A· m
(28-4)
Uma unidade antiga de B, que não pertence ao SI mas ainda é usada na prática, é o
gauss (G). A relação entre o gauss e o tesla é a seguinte:
Figura 28-3 Rastros de dois elétrons
(e-) e um pósitron (e+) em uma câmara
de bolhas submetida a um campo
magnético dirigido para fora do papel
(Lawrence Berkeley Laboratory!Phoro
Researchers)