11 - Considere a trajetória das partículas 1, 2, 3 e 4 através de um espectrômetro de massa, conforme a figura. Considere também que todas as partículas entram no espectrômetro com a mesma velocidade e que possuam carga + e ou - e . Podemos afirmar que:

  1. m 1 = m 4 > m 2 > m 3       e         q 1 = q 2 = q 3 = + e ,     q 4 = - e
  2. m 1 = m 4 > m 2 > m 3       e         q 1 = q 2 = q 3 = - e ,     q 4 = + e
  3. m 4 = 0 ,     m 1 > m 2 > m 3       e       �� q 1 = q 2 = q 3 = - e ,     q 4 = + e
  4. m 1 = m 4 < m 2 < m 3       e         q 1 = q 2 = q 3 = - e ,     q 4 = + e
  5. m 1 = m 4 < m 2 < m 3       e         q 1 = q 2 = q 3 = + e ,     q 4 = - e

Passo 1

O campo magnético do espectrômetro apontado para fora da sua telinha exerce uma força que aponta todo o tempo perpendicular a velocidade das cargas, o que a faz girar com raio R .

Podemos encontrar esse raio, verificando então que a força magnética F atua como força centrípeta na partícula! Ora, a força magnética de um campo perpendicular à velocidade é dada por:

F B = q v B

Já lá da mecânica, força centrípeta é:

F C = m ⋅ v 2 R

Igualando então as duas coisas...

m ⋅ v 2 R = q v B     →

R = m v 2 q v B = m v q B

Portanto, quem tiver a maior massa, tem os maiores raios!

Através dessa conclusão, podemos falar que no nosso problema...

As massas possuem essa ordem aqui:

m 1 = m 4 < m 2 < m 3

Passo 2

Agora, temos que verificar com relação às cargas (que está relacionada com a direção do giro).

Pela regra da mão direita, você deve posicionar a sua mão dessa forma aqui:

Se a carga for positiva, você empurra na direção que está aí. Já se ela for negativa, você a empurra com o dorso. Saca?

Se você utilizar essa regra aqui:

Seus dedos ficarão para cima (saindo da tela do seu PC), enquanto o dedão vai estar na direção do feixe. Então, as cargas que estão na frente da sua mão são positivas e são todas elas: q 1 , q 2 e q 3 . A outra carga estará no dorso e será negativa ( q 4 ).

Resposta

Letra E.

Exercícios de Livros Relacionados

Em um modelo pré-mecânica quântica para o átomo de hidrogênio, um elétron orbita em torno de um próton a um raio de 5,29 × 10 - 11m . De acordo com este modelo, qual é a magnitude do campo magnético n
Uma barra metálica de massa m desliza em um par de longos trilhos horizontais condutores, paralelos, separados por uma distância L e conectados a um dispositivo que fornece corrente constante I para o
Um próton está se movendo em uma região onde existe um campo magnético uniforme dado por B → = 10 i ^ – 20 j ^ + 30 k ^ m T . No instante t 1 , o próton possui uma velocidade dada por v → = v x i ^ +
Uma partícula alfa se move com uma velocidade v → de módulo 550 m / s em uma região onde existe um campo magnético B → de módulo 0,045 T . (Uma partícula alfa possui uma carga de + 3,2 × 10 - 19 C e u
Um elétron possui uma velocidade inicial de 12,0 j ^ + 15,0 k ^ k m / s e uma aceleração constante de 2,00 × 10 12 m / s 2 i ^ em uma região na qual existem um campo elétrico e um campo magnético, amb