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Uma partícula carregada (massa = 4,0 μg, carga = 5,0 μC) se move em uma região onde a única força que age nela é uma força magnética. Qual é a magnitude de aceleração da partícula em um ponto em que a velocidade da partícula é de 5,0 km/s, a magnitude do campo magnético é de 8,0 mT, e o ângulo entre a direção do campo magnético e a velocidade da partícula é 60°? Assinale a alternativa que corresponda ao resultado. A 39 km/s² B 25 km/s² C 52 km/s² D 43 km/s² E 48 km/s²
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Rafael Marozzi Lins

ontem

Respostas

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ontem

Para calcular a magnitude da aceleração da partícula carregada sob a ação de uma força magnética, podemos usar a fórmula da força magnética e a segunda lei de Newton. 1. Fórmula da força magnética: \[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin(\theta) \] onde: - \( F \) é a força magnética, - \( q \) é a carga da partícula (5,0 μC = \( 5,0 \times 10^{-6} \) C), - \( v \) é a velocidade da partícula (5,0 km/s = \( 5,0 \times 10^{3} \) m/s), - \( B \) é a magnitude do campo magnético (8,0 mT = \( 8,0 \times 10^{-3} \) T), - \( \theta \) é o ângulo entre a direção do campo magnético e a velocidade (60°). 2. Calculando a força magnética: \[ F = (5,0 \times 10^{-6}) \cdot (5,0 \times 10^{3}) \cdot (8,0 \times 10^{-3}) \cdot \sin(60°) \] \[ F = (5,0 \times 10^{-6}) \cdot (5,0 \times 10^{3}) \cdot (8,0 \times 10^{-3}) \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} \] \[ F \approx (5,0 \times 10^{-6}) \cdot (5,0 \times 10^{3}) \cdot (8,0 \times 10^{-3}) \cdot 0,866 \] \[ F \approx 1,732 \times 10^{-5} \text{ N} \] 3. Calculando a aceleração usando a segunda lei de Newton \( F = m \cdot a \): \[ a = \frac{F}{m} \] onde \( m = 4,0 \mu g = 4,0 \times 10^{-9} \) kg. 4. Substituindo os valores: \[ a = \frac{1,732 \times 10^{-5}}{4,0 \times 10^{-9}} \approx 4330 \text{ m/s}^2 \] Convertendo para km/s²: \[ a \approx 4,33 \times 10^{3} \text{ km/s}^2 = 43,3 \text{ km/s}^2 \] Portanto, a alternativa que corresponde ao resultado é: D) 43 km/s².

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