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Um próton de carga q e massa m é lançado do ponto A com uma velocidade v perpendicular às linhas de campo magnético. Após um certo tempo t, o próton passa por um ponto B com a mesma velocidade inicial v (em módulo, direção e sentido). Qual é o menor valor desse tempo?

a) (m/q) 5,0 x 10^3 m/s
b) 5,0 x 10^3 m/s
c) faltam dados para o cálculo
d) 4
e) 2
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Praticando Para o Saber

ano passado

Respostas

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ano passado

Analisando a situação descrita, temos um próton lançado perpendicularmente às linhas de campo magnético, passando por um ponto B com a mesma velocidade inicial v. Para determinar o menor valor do tempo necessário para isso, podemos utilizar a equação do movimento de uma carga em um campo magnético. A força magnética que atua sobre a carga q em movimento é dada por F = qvB, onde v é a velocidade da carga e B é a intensidade do campo magnético. Para que o próton passe pelo ponto B com a mesma velocidade inicial v, a força magnética deve ser igual à força centrípeta necessária para manter o próton em movimento circular. Assim, temos que qvB = mv²/r, onde r é o raio da trajetória circular. Como a velocidade inicial é perpendicular às linhas de campo magnético, a força magnética é a força centrípeta, e o raio da trajetória é dado por r = mv/qB. O tempo necessário para percorrer um arco de circunferência é dado por t = 2πr/v. Substituindo r na equação do tempo, obtemos t = 2π(mv/qB)/v = 2π(m/qB). Portanto, o menor valor do tempo necessário para o próton passar pelo ponto B com a mesma velocidade inicial v é dado por t = 2π(m/qB). Assim, a alternativa correta é: a) (m/q) 5,0 x 10^3 m/s.

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