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Q691590 Física
Uma partícula com carga elétrica de 5,0 x 10-6 C é acelerada entre duas placas planas e paralelas, entre as quais existe uma diferença de potencial de 100 V. Por um orifício na placa, a partícula escapa e penetra em um campo magnético de indução magnética uniforme de valor igual a 2,0 x 10-2 T, descrevendo uma trajetória circular de raio igual a 20 cm. Admitindo que a partícula parte do repouso de uma das placas e que a força gravitacional seja desprezível, qual é a massa da partícula?
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De acordo com o enunciado, tem-se:
a) velocidade
q . V = m.v²/2
v² = 2.q.V / m
v² = 2.5.10-6.100 / m
v² = 0,001/m
v = ²√0,001/m

b) massa da partícula
q.v.B = m.v²/R
q.B = m.v/R
q.B.R = m.v
5.10-6.2.10-2.0,2 = m.²√0,001/m
2.10-8 = m.²√0,001/m
4.10-16 = 0,001m
m = 4 . 10-13 kg

Resposta E)









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W = qV

W = DeltaEc

qV=mv^2/2

R=mv/qB

Pelo Princípio da Conservação de Energia

Energia Potencial Elétrica = Variação de Energia Cinética

Nomeando (para facilitar)

Energia Potencial Elétrica = Epot

Energia Cinética = Ecin

Epot = Q . U = 5 x 10^-6 . 100 = 500 x 10^-6 = 5 x 10^-4

Ecin inicial = 0, pois estava no repouso

Ecin final = m . v^2 / 2

Substituindo:

5 x 10^-4 = M . V^2 / 2, daí, tem-se que: M . V^2 = 10^-3

Deve-se lembrar da estrutura que fornece o raio da trajetória de uma partícula sob ação exclusiva de um campo magnético uniforme:

R = M . V / Q . B

Deve-se, além disso, converter as medidas para o S.I. (Sistema Internacional):

20 cm = 0,2 m

Finalmente aplicando:

0,2 = M . V / 5 x 10^-6 . 2 x 10^-2, resultando em: M.V = 2 x 10^-8

Sabemos: M .V^2 = 10^-3

Isolando M, temos: M = 10^-3 / V^2 - Disso, substituiremos na expressão acima

10^-3 . V / V^2 = 2 x 10^-8

10^-3 / V = 2 x 10^-8

V = 10^-3 / 2 x 10^-8 = 5 x 10^4

Portanto: M . V^2 = 10^-3

M = 10^-3 / 25 x 10^8 = 0,04 x 10^-11 = 4 x 10^-13 kg

GABARITO: LETRA E

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