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O cíclotron é um acelerador em que partículas carregadas executam movimento circular em um plano perpendicular a um campo magnético uniforme de mód...

O cíclotron é um acelerador em que partículas carregadas executam movimento circular em um plano perpendicular a um campo magnético uniforme de módulo B. Se o campo magnético for o único campo aplicado, a velocidade angular do movimento circular resultante depende somente da razão carga/massa e de B. Em um acelerador típico, o valor de B é de 1 tesla e as partículas percorrem uma trajetória de raio de 50 cm. Qual a ordem de grandeza da velocidade da partícula (dados: carga igual a 1,6 x 10-19C e massa igual 1,67 x 10-27 kg)?

a) 103 m/s
b) 105 m/s
c) 107 m/s
d) 109 m/s

Essa pergunta também está no material:

Exercícios resolvidos de Física Eletromagnetismo
7 pág.

Física III Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia BaianoInstituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Baiano

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O cíclotron é um acelerador de partículas em que partículas carregadas executam movimento circular em um plano perpendicular a um campo magnético uniforme de módulo B. A velocidade angular do movimento circular resultante depende somente da razão carga/massa e de B. Para calcular a velocidade da partícula, podemos utilizar a equação da força magnética: F = q * v * B Onde: F = força magnética q = carga da partícula v = velocidade da partícula B = campo magnético A força magnética é a força centrípeta que mantém a partícula em movimento circular. Podemos igualar essa força à força centrípeta: F = m * v^2 / r Onde: m = massa da partícula r = raio da trajetória Igualando as duas equações, temos: q * v * B = m * v^2 / r Isolando v, temos: v = (q * B * r^2 / m)^0.5 Substituindo os valores dados, temos: v = (1,6 x 10^-19 C * 1 T * (0,5 m)^2 / 1,67 x 10^-27 kg)^0.5 v = 1,05 x 10^7 m/s Portanto, a alternativa correta é a letra c) 107 m/s.

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