Questão 21
UNESP 2013
(UNESP - 2013 - 2a fase - Questão 21)
Um feixe é formado por íons de massa m1 e íons de massa m2, com cargas elétricas q1 e q2, respectivamente, de mesmo módulo e de sinais opostos. O feixe penetra com velocidade , por uma fenda F, em uma região onde atua um campo magnético uniforme
, cujas linhas de campo emergem na vertical perpendicularmente ao plano que contém a figura e com sentido para fora. Depois de atravessarem a região por trajetórias tracejadas circulares de raios R1 e R2 = 2 · R1 desviados pelas forças magnéticas que atuam sobre eles, os íons de massa m1 atingem a chapa fotográfica C1 e os de massa m2 a chapa C2.
Considere que a intensidade da força magnética que atua sobre uma partícula de carga q, movendo-se com velocidade v, perpendicularmente a um campo magnético uniforme de módulo B, é dada por FMAG = |q|·v·B.
Indique e justifique sobre qual chapa, C1 ou C2, incidiram os íons de carga positiva e os de carga negativa.
Calcule a relação entre as massas desses íons.
Gabarito:
Resolução:
A regra da mão direita nos diz que o íon positivo incide sobre a chapa C1 e o negativo sobre a chapa C2 .
Tendo em vista que a força magnética é a resultante centrípeta:
Ainda:
Logo: