-3 Um próton cuja trajetória faz um ângulo de
a direçảo de um campo magnético de
experimenta uma força magnética de
. Calcule (a) a velocidade do próton; (b) a energia cinética do próton em elétrons-volts.
Passo 1
O enunciado diz que um próton (carga
e massa
) move-se em um campo magnético de intensidade
fazendo um ângulo
com a direção de
, e sofre uma força magnética de módulo
. Pedem:
(a) a velocidade do próton;
(b) sua energia cinética em elétron-volts.
(a) a velocidade
(b) sua energia cinética em elétron-volts.
Passo 2
A força magnética sobre uma carga em movimento é dada pela lei de Lorentz. Como o movimento faz um ângulo
com o campo,
Aqui,
,
e
.
Passo 3
Isolando
na equação de Lorentz temos
e substituindo os valores,
Passo 4
A energia cinética clássica é
com
e
. Logo,
Passo 5
Para converter para elétron-volts, dividimos por
:
Resposta
(a)
(b)
(b)