Como o movimento de uma partícula de carga pode ser usado para distinguir entre o campo magnético e um elétrico em determinada região?
Veja como você pode distinguir entre um campo magnético e um campo elétrico observando o movimento de uma partícula carregada:
1. Direção de força: *
Campo elétrico: A força exercida por um campo elétrico em uma partícula carregada é
sempre Na direção do campo, para uma carga positiva e oposto ao campo por uma carga negativa. Essa força é independente da velocidade da partícula.
* Campo magnético
: A força exercida por um campo magnético em uma partícula carregada é
perpendicular para o campo e a velocidade da partícula. Essa força só está presente quando a partícula está se movendo.
2. A regra do lado direito: * Campo magnético
: Você pode usar a regra à direita para determinar a direção da força magnética em uma carga móvel. Aponte o polegar na direção da velocidade da partícula, os dedos na direção do campo magnético e sua palma apontará na direção da força em uma carga positiva.
Configuração experimental: Você pode usar uma configuração onde uma partícula carregada (como um elétron ou um próton) é disparada através de uma região de campo desconhecido. Veja como proceder:
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Observação 1:A partícula se move em uma linha reta: Se a partícula continuar se movendo em uma linha reta sem alterar sua velocidade ou direção, você sabe que não há campo magnético presente. Se houver um campo elétrico, a partícula acelerará, mas seu caminho permanecerá uma linha reta.
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Observação 2:Partículas desviam: Se a partícula se desviar de seu caminho linear, você sabe que existe um campo magnético presente.
* Se a partícula se mover em um caminho circular, o campo magnético é uniforme e perpendicular à velocidade da partícula.
* Se a partícula se mover em um caminho helicoidal, o campo magnético tem um componente paralelo à velocidade da partícula.
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Observação 3:Partículas acelera/desacelera: Se a partícula acelerar ou desacelerar sem mudar de direção, você sabe que há um campo elétrico presente.
Considerações adicionais: *
Campos combinados: É possível ter campos elétricos e magnéticos presentes simultaneamente. Nesse caso, a força total na partícula carregada seria a soma vetorial das forças elétricas e magnéticas.
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lorentz Force Law: A força em uma partícula carregada em um campo eletromagnético é descrito pela Lei da Força Lorentz:
f =Q (
e +
v ×
b ), onde:
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f é a força
* Q é a carga da partícula
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e é o campo elétrico
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v é a velocidade da partícula
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b é o campo magnético
Ao observar cuidadosamente o movimento de uma partícula carregada em um campo desconhecido, você pode usar esses princípios para determinar a presença e a natureza do campo eletromagnético.