Um íon de
, com carga
e massa de
, é acelerado por uma diferença de potencial de 3 KV e depois desviado num campo magnético de 0.12 T. Responda: (a) a velocidade do íon ao final de sua aceleração. (b) Qual o raio da órbita desse íon?
Passo 1
O enunciado trata de um íon de níquel-58, com carga
e massa
, que é acelerado por uma diferença de potencial de
e depois se desloca num campo magnético uniforme de intensidade
. Para resolver, vamos usar:
- A relação entre energia elétrica fornecida e energia cinética adquirida,
- A condição de força magnética como força centrípeta para movimento circular.
Passo 2
A energia elétrica que o íon ganha ao ser acelerado por
é
onde
. Isolando
,
Substituindo os valores:
portanto
Passo 3
No campo magnético, a força magnética
fornece a força centrípeta
. Logo,
Usando
,
,
e
:
Resposta
a) A velocidade ao final da aceleração é aproximadamente
b) O raio da órbita no campo magnético é aproximadamente