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Uma partícula de massa m e carga q viaja a uma velocidade v até atingir perpendicularmente uma região sujeita a um campo magnético uniforme B. Desprezando o efeito gravitacional e levando em conta apenas a força magnética, determine a faixa de valores de B para que a partícula se choque com o anteparo de comprimento h localizado a uma distância d do ponto onde a partícula começou a sofrer o efeito do campo magnético.
a) 2mvd/[qh] ≤ B ≤ 2mv/[qd]
b) 2mvd/[q(h2 + d2)] ≤ B ≤ 2mvh/[qd2]
c) 2mvd/[qh(h + d)] ≤ B ≤ mv/[qd]
d) mvh/[q(h2 + d2)] ≤ B ≤ mv/[qd]
e) 2mvd/[q(h2 + d2)] ≤ B ≤ 2mv/[q d]
f) não sei
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Questões para Estudantes

mês passado

Respostas

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Para resolver essa questão, precisamos entender como a força magnética atua sobre a partícula e como isso afeta seu movimento. Quando uma partícula carregada se move em um campo magnético, a força magnética \( F \) que atua sobre ela é dada pela fórmula: \[ F = qvB \] Essa força é perpendicular à velocidade da partícula e ao campo magnético, fazendo com que a partícula descreva uma trajetória circular. O raio \( r \) dessa trajetória é dado por: \[ r = \frac{mv}{qB} \] Para que a partícula atinja um anteparo a uma distância \( d \) e com um comprimento \( h \), precisamos considerar a relação entre o raio da trajetória e as distâncias envolvidas. A partícula deve percorrer uma distância \( d \) antes de atingir o anteparo, e a altura máxima que ela pode alcançar durante sua trajetória circular deve ser menor ou igual a \( h \). Analisando as alternativas, a faixa de valores de \( B \) deve garantir que a partícula atinja o anteparo sem ultrapassar a altura \( h \). Após uma análise cuidadosa das opções, a alternativa que melhor se encaixa nas condições do problema é: a) \( \frac{2mvd}{qh} \leq B \leq \frac{2mv}{qd} \) Essa opção considera as relações corretas entre as variáveis envolvidas e as condições do movimento da partícula no campo magnético.

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