Força magnética na carga em movimento: 7 fatos e solução de problemas

A força magnética na carga em movimento no campo magnético só é possível devido à presença do campo elétrico criado pelas cargas que se movem da extremidade positiva para a extremidade negativa.Agora vamos ver como os campos magnéticos são criados.

Quando há corrente fluindo devido ao movimento de cargas elétricas produzem campos magnéticos. Quando o núcleo do átomo orbita continuamente, então a força magnética sobre cargas em movimento no campo magnético é determinada.A força sobre uma carga negativa está em exatamente na direção oposta para aquela em uma carga positiva em movimento.

Fundamentalmente, quando uma corrente passa por um elemento, um campo elétrico é testemunhado. Aqui consideramos o elemento como um solenóide que, por sua vez, cria campo magnéticos dentro e ao redor da região. Essa força magnética exercida sobre a partícula de carga afetará qualquer partícula que entre no campo.

É um conhecido fato de que um campo elétrico é produzida por cargas estáticas e quando outra partícula carregada é aproximada, ela é atraída ou repelida. Então, desta forma, o campo elétrico tem uma força que atuará sobre as cargas presentes no campo elétrico.

Da mesma forma, existe uma força magnética sobre uma carga em movimento em campos magnéticos. Aqui vamos lidar com indutores para mostrar como a força sobre uma carga em movimento no campo magnético é possível. Em um campo elétrico, são os capacitores que serão a razão da força sobre uma carga em movimento.

Como partículas carregadas se movem no campo magnético

Consideramos um filamento de corrente onde a corrente elétrica que flui em uma determinada direção do campo magnético é produzida de forma circular. Este filamento também pode ser um solenóide.

Nesse momento, uma carga entra na região do campo magnético com uma certa velocidade. Uma vez que as linhas do campo magnético não são semelhantes ao linha de campo elétrico, eles formarão um caminho circular. A carga que entra no campo magnético também viajará no caminho circular.

A força sobre uma carga em movimento no campo magnético é o processo que ocorre basicamente quando uma carga passa pelas linhas de fluxo magnético. Os campos magnéticos exercem forças pela linha de fluxo magnético em uma carga que se move dentro dela se torna zero se for paralela às linhas do campo magnético.

Fórmula da força na carga em movimento

Estamos bem cientes de como os campos magnéticos exercem forças sobre uma carga em movimento que vem dentro das linhas de fluxo. O campo magnético está em ângulos retos com a carga que está em movimento.

A força magnética sobre a partícula em movimento nos campos magnéticos é denotada por: F = q VB senoθ.

Vamos tentar entender a derivação e implementação:

Porque a carga não sofre nenhuma mudança em sua energia cinética, uma vez que a partícula carregada se move em um movimento circular. Então, quando qualquer coisa que experimenta um movimento circular terá deslocamentos zero e a energia cinética permanecerá a mesma.

Considerando isso, determinaremos a fórmula da força magnética sobre uma carga em movimento no campo magnético.

A fluxo magnético linha ou os campos magnéticos são denotados pela letra B, a carga que entra e se move dentro do campo magnético é denotada pela letra q. A velocidade com que a carga se move dentro do campo magnético é denotada pela letra V.

Quando a carga se move dentro do campo magnético, o campo exerce forças sobre a carga. Esta força magnética está relacionada com certos parâmetros. O parâmetro para a magnitude da força é explicado; é proporcional à magnitude da carga, à magnitude da velocidade da carga em movimento e ao campo magnético.

As forças exercem por campo magnético proporcional ao seno θ. Ou seja, θ é o ângulo formado pela velocidade da carga que se move com as linhas de fluxo magnético.

Fórmula da força na carga em movimento (Explicações):

Agora a fórmula para força magnética sobre carga em movimento is F = q VB senoθ.

Como no caso da força, é basicamente uma grandeza vetorial com magnitude e direção. A fórmula mencionada anteriormente é usada para calcular a magnitude da força. A direção da força magnética é a direção da carga se movendo no campo magnético.

A direção da carga magnética viajando dentro do campo magnético está em ângulo reto com a velocidade e o campo magnético. A fórmula para esta condição é F = q VB seno θ an.

Portanto, quando o movimento da carga é perpendicular à velocidade e o campo magnético a fórmula é revisada e dada como F = q (VXB). Porque θ se torna 90⁰ e o seno 90⁰ é igual a um.

Portanto, a fórmula da força magnética sobre a carga em movimento no campo magnético é dada por três condições diferentes e pode ser usada de acordo com os problemas fornecidos.

Carga em movimento em uma derivação de campo magnético uniforme

Um campo magnético uniforme é produzido quando um solenóide condutor de corrente é passado por uma corrente elétrica. Isso é facilmente explicado usando a regra do polegar da mão direita ou também chamada de Força de Lorentz.

A fórmula acima mencionada é usada para calcular a força magnética empregada na carga que se move dentro do campo magnético.

A regra da mão direita é definida como; o polegar indicando a direção da velocidade, o dedo indicador indicando a direção do campo magnético (B) e o dedo médio indicando a direção da força resultante.

A regra do polegar da mão direita também é conhecida como Força de Lorentz. A fórmula da Força de Lorentz é F = q VB seno θ. Aqui q é a carga no campo magnético, V é a velocidade, B é o campo magnético e θ é o ângulo formado entre a velocidade e o campo magnético.

Força zero na carga em movimento:

Agora é um fato conhecido que a carga que se move dentro do campo magnético sofrerá um movimento circular. A força atuando sobre esta terá um resultado diferente em relação ao convencional.

Quando a corrente elétrica está presente em um solenóide, eventualmente um magnético é criado. As linhas de fluxo estão em um movimento circular, ou seja, são produzidas em torno do solenóide.

Assim, quando uma carga se move dentro da região do campo magnético, ela segue a direção das linhas de fluxo magnético. Um movimento circular é eventualmente criado no interior. A carga se moverá na mesma direção e então não terá variação na energia cinética.

Como não há deslocamento em todo o sistema, diz-se que a força é zero. A razão é que a carga continuará se movendo em círculos na direção das linhas de fluxo magnético.

A velocidade com que a carga se move dentro do campo magnético é paralela ao campo magnético. Assim, a força magnética sobre a carga em movimento será eventualmente zero.

Uma carga movendo-se igualmente paralelamente na mesma direção do campo magnético, então a força magnética que atua nesse campo magnético específico é zero.

Em essência, o trabalho realizado sobre a carga em um campo magnético é zero ou mínimo. Em um campo magnético, se a energia cinética da carga é zero, o sistema obedece ao teorema trabalho-energia.

Aqui, neste caso, quando a força magnética se torna perpendicular à velocidade, a direção pode não mudar, mas a magnitude mudará. Então a palavra feita na carga será zero, fazendo com que a força que atua sobre a carga também seja zero.

Direção da carga em movimento no campo magnético:

A direção do campo magnético criado por uma carga em movimento é perpendicular à direção do movimento da partícula carregada. Portanto, a força magnética gerada devido a um campo magnético é perpendicular à direção do movimento do movimento e à velocidade da partícula carregada.

Problemas e soluções:

Problema 1: Considere uma carga se movendo na direção norte com uma velocidade de 3 x 106 m/s. uma magnitude de 4.0T atuará na direção oeste. Agora calcule a magnitude da força sobre a carga em movimento no campo magnético? [A carga que se move dentro do campo magnético é o próton].

Alternativa?

Consideremos a regra da mão direita. A força que sai da mão é a força magnética sobre a carga em movimento.

Magnitude da força is F = q VB senoθ

F = (1.6 x 10-19C x 3 x 106 x 4 T x seno 90⁰)

F = 1.92 x 10-12 N

Problema 2: Calcula o campo magnético da Terra quando a carga positiva em movimento no sistema tem uma velocidade de 2 x 105 m/s movendo-se na direção norte e a magnitude da força que age sobre ela é 1.2 x 10-13N na direção oeste.

Alternativa?

Fórmula é F = q VB seno θ

B = F / (qx V x seno θ)

B = (1.2 x 10-13) / (2 x 105 x 1.6 x 10-19 x seno 90⁰)

B = 3.75 T

Portanto, agora está claro que a força magnética sobre a carga em movimento tem condições diferentes da explicação e das fórmulas.

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