Question

Questão #5 Física Muitos pesquisadores, de diferentes áreas, usam os aceleradores de partícula em prol do desenvolvimento da ciência. Eles podem, por exemplo, pesquisar a emissão de az durante a aceleração das partículas elementares (prótons e elétrons), bem como desvendar o universo subatômico por meio dos fragmentos liberados pelas colisões entre essas partículas. A estrutura desses equipamentos é circular, para otimizar o espaço e promover a condição ideal de aceleração. Por essa razão, é necessário que um campo magnético externo e de intensidade elevada seja aplicado sobre as partículas, para que possam ser desviadas. Se um elétron for lançado num acelerador que aplica, por exemplo, um campo magnético de intensidade constante igual a 2,5 T, ele será submetido a uma força magnética igual a 1.10-16 N, capaz de mudar a direção e o sentido de sua trajetória. Para o elétron citado anteriormente, qual seria o valor de sua velocidade de lançamento, sabendo que ele adentrou perpendicularmente ao campo magnético? Considere o módulo da carga do elétron de 1,6. 10-19 C.

A. 25 m/s.

B. 40 m/s.

C. 250 m/s.

D. 400 m/s​

Answer 1

Considerando a força magnética sobre o elétron, encontraremos que a velocidade é c) 250 m/s.

Força magnética

A força magnética que age sobre uma partícula carregada que se mova a velocidade v é:

Fmag = q.v.B.sen(θ)

Sendo q a carga da partícula, B a intensidade do campo magnético e θ o ângulo entre a direção da velocidade e a direção do campo.

Velocidade de lançamento do elétron

Como sabemos a força magnética que age sobre o elétron, podemos calcular a sua velocidade aplicando:

q.v.B.sen(θ) = Fmag

v = Fmag / (q.B.sen(θ))

v = 1 .10⁻¹⁶ / (1,6 .10⁻¹⁹ . 2,5 . sen(90°))

v = 250 m/s

Alternativa c).

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