Um elétron é acelerado a partir do repouso por uma diferença de potencial de 350 V. Em seguida, ele entra em um campo magnético uniforme onde existe um campo magnético de 0,800 T e se move com uma velocidade perpendicular ao campo. Determine (a) a velocidade escalar do elétron; (b) o raio da trajetória circular do elétron; (c) o período do movimento.
Passo 1
O enunciado diz que um elétron, inicialmente em repouso, é acelerado por uma diferença de potencial de
,V e depois entra num campo magnético uniforme de intensidade
,T, movendo-se perpendicular ao campo. Vamos usar (1) conservação da energia eletrostática para achar a velocidade, (2) força magnética como força centrípeta para achar o raio e (3) relação período-frequência do movimento circular.
Passo 2
Ao acelerar através da diferença de potencial
, a energia potencial elétrica
vira energia cinética
. Assim,
onde
,C e
,kg. Logo,
Passo 3
No movimento perpendicular ao campo, a força magnética
fornece a força centrípeta
. Então,
Substituindo
e
:
Passo 4
O período
do movimento circular pode ser obtido por
Usando a segunda forma direta:
Resposta
(a)
,m/s
(b) ,m
(c) ,s
(b)
(c)