Aula 13

transparências

Aplicações das Leis de Newton
Problemas padrão, por exemplo
um corpo num plano inclinado

Neste tipo de problema, é importante a escolha inteligente do sistema de coordenadas. Neste caso, um sistema conveniente é um com o eixo x paralelo ao plano inclinado, e o eixo y perpendicular ao plano. Assim, pela condição que a aceleração na direção y é zero, a força normal Fn deve ser mg cos(theta) (theta = 0, Fn = mg) e a força na direção x é mg sen(theta).

Movimento de partículas carregadas em campos eléctricos ou magnéticos.

Campos eléctricos
Por enquanto, só falamos sobre as interações (forças) entre duas partículas com uma carga, a Lei de Coulomb. Porém, podemos usar o conceito de um campo eléctrico, que descreve a força sobre uma única partícula carregada, devido à todas as outras cargas. O campo eléctrico em geral é um vetor, e depende da posição. Uma vez que o campo eléctrico é conhecido, uma carga q sofre uma força
Fe = qE
O campo eléctrico mais simples é devido a duas placas paralelas, carregadas uniformemente com cargas opostas. Neste caso, o campo eléctrico entre as placas está na direção da placa positivamente carregada até a placa negativa. Introduzimos mais um conceito : o potential eléctrico, ou voltagem, aplicada entre as duas placas.  No caso de um campo uniforme, a voltagem é dado por
V = Ed
onde d é a distância entre as placas e a força sobre uma carga entre as placas é
Fe = qV/d
A unidade de campo eléctrico é N/C ou V/m

Campos magnéticos
Um campo eléctrico pode ser gerado por cargas fixas, por exemplo cargas em dois placas paralelas. Um campo magnético é gerado por cargas que se movem: correntes eléctricas. Uma maneira de fazer um campo magnético uniforme é por meio de uma bobina, um fio enrolado, por onde passa uma corrente. A força sobre uma carga em um campo magnético B está perpendicular ao movimento (vetor velocidade) da carga q e também perpendicular ao campo magnético. Quando a velocidade é perpendicular ao campo, o módulo da força é
FB = qvB
A unidade de campo magnético é portanto Ns/Cm = Tesla  [T]
Força perpendicular à velocidade, e constante : movimento circular uniforme
mv2/R = qvB

As forças eléctricas e magnéticas são resumidas na Lei de Lorentz


 


Spectrometro de massa
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