Caiu no vestibular

Carga elétrica em movimento

(PUC-Rio)
Em uma experiência de física, observa-se que uma carga elétrica puntiforme com carga elétrica q = 2 x 10^-3 C se movimenta com velocidade constante v = 4 m/s, paralela ao eixo y, como ilustra a trajetória tracejada da figura. Sabendo que a região do espaço por onde a carga se movimenta possui campo elétrico E = 2 N/C ao longo do eixo z e campo magnético B ao longo do eixo x, ambos uniformes, também representados na figura, determine:

a) módulo, direção e sentido da força feita pelo campo elétrico sobre a carga q;

b) módulo do campo magnético em (N.s)/(m.C) atuando na carga.

Resolução:

a) Características da força elétrica F_E que age em q:
 
Direção: a mesma de E, isto é, a mesma direção do eixo z

Sentido: o mesmo de E, isto é, o mesmo sentido do eixo z, pois a carga elétrica q é positiva.
 
Intensidade: F_E = IqI.E => F_E = 2.10^-3.2 => F_E = 4.10^-3 N 

b) Pela regra da mão esquerda determina-se o sentido da força magnética F_M. Como a partícula se desloca com velocidade constante, conclui-se que as forças elétrica e magnética têm, além de mesma direção e sentidos opostos, mesma intensidade:

F_M = F_E = IqI.v.B = IqI.E => B = E/v => 2 (N/C)/4 (m/s) => 
B = 0,5 (N.s)/(m.C)

(As notações de F_M, F_E e E em negrito representam grandezas vetoriais)