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Movimento circular no campo magnético

A partícula carregada com velocidade v tem movimento circular uniforme quando está em um campo B
A partícula carregada com velocidade v tem movimento circular uniforme quando está em um campo B

Caso pegássemos uma partícula portadora de carga q e massa m que se move em um campo magnético B, perceberíamos que tal partícula ficaria sujeita a uma força de intensidade magnética. Essa força, ao mesmo tempo, é perpendicular à direção da velocidade e ao campo magnético.

A força magnética que atua sobre a carga é a força centrípeta, ou seja, é uma força direcionada para o centro da circunferência. Essa força é sempre perpendicular ao deslocamento da carga. Assim, dizemos que o campo magnético não influência na variação da energia cinética da carga. Em outras palavras, o módulo da velocidade tangencial não se modifica pela ação do campo magnético.

Observando o movimento dessa carga, vemos que podemos calcular sua velocidade angular bem como a frequência do movimento sabendo que a força magnética é a própria força centrípeta desse movimento, como mostra a figura acima. Podemos escrever, então, que:

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O raio da órbita é obtido através da seguinte equação:

A frequência do movimento circular é dada por:

Combinando as duas equações anteriores, temos:

E a velocidade angular é dada por:

A frequência do movimento independe da velocidade do íon, mas o raio do movimento é proporcional à massa e à velocidade tangencial. Íons mais leves giram em órbitas menores do que os mais pesados.

Por Domiciano Corrêa Marques da Silva
Graduado em Física

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