Através da medição de ionização, detecta-se que uma dada partícula tem carga duas vezes maior do que a do elétron (=2e) e se move com uma velocidade escalar de 0,10 c. O raio de sua trajetória circular é de
, dentro de um campo magnético de
. Identifique a partícula e determine a sua massa. R: 4u, partícula alfa.
Passo 1
O enunciado nos dá uma partícula com carga
, onde
, que se move com velocidade escalar
(com
) descrevendo um raio
sob um campo magnético
. O conteúdo é o movimento circular de carga em campo magnético; vamos usar a relação entre força magnética e força centrípeta para achar a massa e, em seguida, identificar a partícula.
Passo 2
Em movimento circular uniforme, a força magnética
deve fornecer a força centrípeta
. Igualando-as:
e, daí, isolamos a massa:
Passo 3
Substituímos os valores numéricos. Note que
e
. Assim,
Passo 4
Calculando passo a passo:
Passo 5
Comparando com a unidade de massa atômica (
), temos
o que corresponde ao núcleo de hélio-4, ou partícula
.
Resposta
A partícula é um
(núcleo de hélio-4) e sua massa é aproximadamente
(ou
).