(
pts) Um dêuteron - partícula constituída por um nêutron e um próton - Descreve trajetória circular de raio igual à 10 cm num campo magnético de indução uniforme e constante, de intensidade igual a
. Sendo a massa e a carga elétrica do dêuteron respectivamente iguais a
e
, e supondo a força magnética como a única atuante, calcule:
(a) O módulo de sua velocidade;
(b) O intervalo de tempo para o dêuteron percorrer uma semicircunferência.
Use
.
(a) O módulo de sua velocidade;
(b) O intervalo de tempo para o dêuteron percorrer uma semicircunferência.
Passo 1
O enunciado descreve um dêuteron (massa
, carga
) que se move em trajetória circular de raio
sob ação de campo magnético uniforme de intensidade
. A única força atuante é a força magnética, que fornece a força centrípeta. Precisamos calcular:
(a) o módulo da velocidade ;
(b) o tempo para o dêuteron percorrer meia volta (semicircunferência).
(a) o módulo da velocidade
(b) o tempo para o dêuteron percorrer meia volta (semicircunferência).
Passo 2
Para uma partícula de carga
movendo-se com velocidade
em campo magnético
perpendicular à velocidade, a força magnética é
Essa força faz o papel de força centrípeta, dada por
Igualando
e resolvendo para
, obtemos
Passo 3
Substituindo os valores numéricos em
temos
Passo 4
O tempo para o dêuteron percorrer uma semicircunferência de raio
é o comprimento da meia volta dividido pela velocidade:
Passo 5
Substituindo
,
e
, obtemos
Resposta
(a)
(b)
(b)