Podemos analisar o comportamento da partícula alfa usando a equação da força magnética em uma partícula carregada em movimento em um campo magnético, que é dada por: Fm = q * v * B * senθ Onde: - Fm é a força magnética - q é a carga da partícula - v é a velocidade da partícula - B é a intensidade do campo magnético - θ é o ângulo entre a velocidade da partícula e o campo magnético No caso da partícula alfa, ela é lançada perpendicularmente ao campo magnético, o que significa que θ = 90°. Portanto, a equação da força magnética pode ser simplificada para: Fm = q * v * B A força magnética é a força centrípeta que mantém a partícula alfa em movimento circular uniforme (MCU). A equação da força centrípeta é dada por: Fc = m * a Onde: - Fc é a força centrípeta - m é a massa da partícula - a é a aceleração centrípeta No MCU, a velocidade da partícula é constante, mas sua direção muda continuamente. Portanto, a partícula alfa está acelerando em direção ao centro do movimento circular. A aceleração centrípeta é dada por: a = v² / r Onde: - r é o raio do movimento circular Igualando as equações da força magnética e da força centrípeta, temos: q * v * B = m * v² / r Simplificando, temos: B = m * v / (q * r) Substituindo os valores dados, temos: B = (6,4 × 10^-27 kg) * (4,0 × 10^7 m/s) / (3,2 × 10^-19 C * 4 m) = 0,2 T Portanto, a alternativa correta é a 01). A alternativa 02) está incorreta, pois mesmo se a partícula alfa fosse lançada paralelamente ao campo magnético, ainda haveria uma força magnética agindo sobre ela. A alternativa 04) está incorreta, pois a energia cinética da partícula alfa não é constante durante o movimento circular uniforme. Ela diminui à medida que a partícula perde velocidade devido à força magnética. A alternativa 08) está incorreta, pois o MCU é um movimento uniforme, ou seja, a velocidade da partícula é constante, mas sua direção muda continuamente. A aceleração centrípeta não é uma aceleração linear, mas sim uma aceleração angular.
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Princípios de Eletricidade e Magnetismo
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