Movimento da carga no 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.

Carga lançada paralelamente às linhas do campo magnético

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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Carga lançada perpendicularmente às linhas de campo magnético

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.

Para α = 90°, a carga elétrica realiza movimento circular uniforme em um plano perpendicular às linhas de campo

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:  – componente de v na direção normal à direção de B e  – 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.

 

Carga lançada obliquamente às linhas de campo magnético

A carga elétrica lançada perpendicularmente ao campo magnético tende a descrever um movimento circular uniforme

A carga elétrica lançada perpendicularmente ao campo magnético tende a descrever um movimento circular uniforme

Por: Domiciano Correa Marques da Silva

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