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Fluxo no Campo Magnético, ISUTC - Lauro Mota
Tipologia: Notas de estudo
Compartilhado em 28/05/2017
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Departamento de Ciências Básicas “Carga lançada em campo magnético uniforme” Licenciatura em Engenharia Civil e de Transportes Disciplina : Física II Docente : Prof. Doutor A. Sacate Discente(s) : Lauro Mota, Helnino Afino, Júlio Mbilane, Paulo Onofre. Turma : C 1º Ano Maputo, Outubro - 2016
“Uma vez que um campo eléctrico! é produzido por uma carga eléctrica, que pode razoavelmente esperar que um campo magnético! é produzido por uma carga magnética. Apesar de cargas magnéticas individuais (chamados de monopolos magnéticos) são previstos pelas teorias determinadas, a sua existência não foi confirmada. Existem duas maneiras para produção de campo magnético, uma maneira é a utilização de partículas electricamente carregadas em movimento, tal como uma corrente em um fio, para fazer um eletroíman. A outra maneira de produzir um campo magnético é por meio de partições ciclos elementares, tais como electrões, porque essas partículas têm um campo magnético intrínseco à sua volta. Isto é, o campo magnético é uma característica fundamental de cada partícula, assim como a massa e a carga eléctrica (ou falta de carga) são características básicas.” (Walker, Halliday & Resnick, 2014)
Para determinar o campo elétrico em um ponto, coloca-se uma partícula teste de carga ! em repouso naquele ponto e medir a força elétrica !! atuando sobre a partícula. Define-se! como: ! =
“Se um monopolo magnético estivesse disponíveis, definir-se-ia! de um modo semelhante. Porque estas partículas não foram encontrados, deve-se definir! de outra forma, em termos da força magnética !! exercida sobre uma partícula de teste electricamente carregada, movendo partícula.” (Walker et al., 2014)
“Para mover uma partícula carregada díspara-se uma partícula carregada que passa pelo ponto em que! é para ser definido, usando várias direcções e velocidades das partículas e para a determinação da força !! que atua na partícula nesse ponto. Depois de muitos desses ensaios observa-se que quando a velocidade! da partícula está ao longo de um eixo em particular através do ponto, a força !! é zero. Para todas as outras direções de ! , o módulo de !! é sempre proporcional à! a! !"#! , onde! é o ângulo entre o eixo de força do eixo zero e a direção!. A direção de !! é sempre perpendicular à direção de! (estes resultados sugerem que um produto vectorial é envolvido.)” (Walker et al., 2014)
Pode-se então definir um campo magnético! para ser uma quantidade de vector que é dirigido ao longo do eixo de força zero. Pode-se medir o módulo de !! quando! dirige-se perpendicularmente a esse eixo e, em seguida, definir o módulo de! em termos do módulo dessa força: ! =
Onde:! é a carga da partícula. Pode-se resumir todos esses resultados com a seguinte equação vetorial: !! = !! ×! Isto é, a força !! na partícula é igual a carga! multiplicada pela produto vectorial entre! e o campo! (todos medidos no mesmo quadro de referência).
A unidade no Sistema Internacional (SI) para! que se segue a partir das Equações 3 e 4 é o newton por coulomb metros por segundo. Por conveniência, isto é chamado de tesla (!): 1 !"#$% = 1! = 1
Recordando que um coulomb por segundo é um ampere, tem-se: 1! = 1
Uma unidade anterior (não SI) para !, ainda em uso comum, é o gauss (!): 1 !"#$% = 10!^ !"#$$
Um feixe de protões (! = − 1 , 6 × 10 !!"!) move-se a 3 , 0 × 10!^ !/! através de um campo magnético uniforme 2 , 0! dirigido ao longo do eixo! positivo. A velocidade de cada protão está no plano !" e é dirigido em 30° em relação ao eixo +!. Encontre a força sobre o protão. Solução Para resolver este problema utilizar-se-à a expressão !! =!! ∙! sin! para a força magnética sobre uma partícula carregada em movimento. ⟹ !! =!! ∙! sin! ⟹ !! = − 1 , 6 × 10 !!"! ∙ 3 , 0 × 10!^ !/! ∙ 2 , 0! ∙ sin 30° ⟹ !! = 4 , 8 × 10 !!"^ [!] Fig. 2 – Direções de! e! para um protão em um campo magnético.
Com o presente trabalho concluiu-se que:
Walker, J.; Halliday, D.; Resnick, R. (2014). Fundamentos De Física. 10ª Edição. E.U.A., John Wiley & Sons Inc Tipler, P.; Mosca, G. (2012). Física Para Cientistas E Engenheiros: Com Física Moderna. 6ª Edição. E.U.A., W. H. Freeman and Company Jewett, J. W. Jr.; Serway, R. A. (2008). Física Para Cientistas E Engenheiros. 7ª Edição. E.U.A., Cengage Learning Inc Young, Hugh D.; Freedman, Roger A.; Ford, Lewis A. (2012). Sears and Zemansky’s Física de Universidade: Com Física Moderna. 13ª Edição. E.U.A., Pearson Education Inc
