1² questão (20 pontos) Um próton movimenta-se em uma órbita circular de raio 14 cm em um campo magnético de
uniforme perpendicular à velocidade do próton. Encontre a velocidade do próton.
Passo 1
O enunciado diz que um próton descreve uma trajetória circular de raio
,cm num campo magnético uniforme de módulo
,T, com a velocidade sempre perpendicular a
. O conteúdo aqui é dinâmico: sabemos que a força magnética fornece a força centrípeta. Para resolver precisamos da carga
) e massa
) do próton e das fórmulas da força magnética e da força centrípeta.
Passo 2
A força magnética sobre uma carga que se move perpendicularmente ao campo é
Essa força aponta sempre na direção do centro do movimento circular.
Passo 3
A força centrípeta necessária para manter o próton em órbita de raio
é
Passo 4
Num equilíbrio dinâmico de movimento circular, a força magnética é a centrípeta, logo
Podemos simplificar um
em ambos os lados (não é o caso
), resultando em
Passo 5
Agora, substituímos os valores (lembre que
,cm =
,m):
Logo,
Resposta
A velocidade do próton é aproximadamente