Da Grande Barragem de Three Gorges ao Tubo de Raios Catódicos: Uma Conversa sobre Forças em Escalas Diferentes

Nesta aula, vamos iniciar uma jornada deMecânica MacroscópicaparaDinâmica Microscópicauma jornada mental. Imagine a água correndo pela Grande Barragem de Three Gorges, acionando um gerador gigantesco. O processo físico central é a geração de corrente elétrica quando um condutor se move em um campo magnético. A resistência que a corrente experimenta no campo magnético é, na verdade, o somatório macroscópico das forças de Lorentz atuando sobre inúmeras cargas microscópicas.Força de Lorentzem escala macroscópica. Por outro lado, nos antigos televisores, a tecnologia de varredura utiliza campos magnéticos para controlar feixes de elétrons:varredura (scanning)a técnica utiliza campos magnéticos para controlar feixes de elétrons: um feixe percorre todas as linhas de cima para baixo, uma vez, chamado de um quadro.

Leis Físicas Fundamentais

• Força de Ampère (Força de Ampère): $F=BIl$. Quando a corrente é perpendicular a um campo magnético uniforme, a força atinge seu valor máximo.
• Força de Lorentz (Força de Lorentz): $F=qvB$. É a base microscópica da força de Ampère. Em um campo magnético uniforme, se a carga realiza um movimento circular, então $qvB=m\frac{v^2}{r}$.
• Leis do Movimento: O período de movimento circular uniforme de uma partícula carregada em um campo magnético uniforme é $T=\frac{2\pi m}{qB}$, o que é surpreendente, pois não depende do raio da órbita nem da velocidade do movimento.