Question

Espectrometria de massas é uma técnica instrumental que envolve o estudo, na fase gasosa, de moléculas ionizadas, com diversos objetivos, dentre os quais a determinação da massa dessas moléculas. O espectrômetro de massas é o instrumento utilizado na aplicação dessa técnica. (www.em.iqm.unicamp.br. Adaptado.) A figura representa a trajetória semicircular de uma molécula de massa m ionizada com carga +q e velocidade escalar V, quando penetra numa região R de um espectrômetro de massa. Nessa região atua um campo magnético uniforme perpendicular ao plano da figura, com sentido para fora dela, representado pelo símbolo 0. A molécula atinge uma placa fotográfica, onde deixa uma marca situada a uma distância x do ponto de entrada.

Answer 1

Olá!

Sempre que uma partícula/molécula carregada com carga elétrica é lançada em uma região onde exista um campo magnético, a trajetória percorrida pela partícula será uma trajetória curva, ou seja, ela realiza um movimento circular uniforme.

Toda vez que isso acontecer, a força magnética irá agir como a força resultante centrípeta.

Força-magnética = Força-centrípeta
|q| · v · B = m · V² / r
r = m · V / |q| · B

Onde:

r = raio da trajetória circular.
m = massa da partícula.
V = velocidade da partícula.
q = carga elétrica da partícula (em módulo).
B = campo magnético.

Substituindo os dados fornecidos pelo exercício (r = x/2), temos:

r = m · V / |q| · B
x / 2 = m · V / |q| · B
x · |q| · B = 2 · m · V
m = |q| · B · x / 2 · V

Portanto, a massa da molécula pode ser expressa por: m = |q| · B · x / 2 · V, alternativa E.