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Eletromagnetismo

Humanas / Sociais
Questão 1/10 - Eletromagnetismo 40 Ler em voz alta Uma partícula carregada sofre 0 efeito do campo magnético e se estiver em movimento, uma particula portadora de energia cinética sofrerá 0 efeito deste campo e terá sua trajetória alterada. Esta é uma das mais importantes descobertas do século XX. Um proton, cuja carga elétrica é de 1.6 X 10-° C está se movendo na velocidade de 2 X 10" m/s através de um campo magnético de densidade de 2.5 T e experimenta uma força magnética com magnitude de 4 X 10-*N. Qual 0 ângulo entre 0 campo magnético e a velocidade do proton? Pesquisar por Imagem 4 A 40 0 30° B 40 Θ = 20° C 40 0 = 40° D 40 0 = 45° E 40 0 = 70°
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Erbiton Koronate

mês passado

Respostas

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mês passado

Vamos resolver passo a passo. A força magnética sobre uma partícula carregada em movimento é dada por: \[ F = q \cdot v \cdot B \cdot \sin \theta \] Onde: - \( F = 4 \times 10^{-14} \, N \) (força magnética) - \( q = 1,6 \times 10^{-19} \, C \) (carga do próton) - \( v = 2 \times 10^{6} \, m/s \) (velocidade) - \( B = 2,5 \, T \) (campo magnético) - \( \theta \) é o ângulo entre a velocidade e o campo magnético (o que queremos encontrar) Isolando \(\sin \theta\): \[ \sin \theta = \frac{F}{q \cdot v \cdot B} \] Substituindo os valores: \[ \sin \theta = \frac{4 \times 10^{-14}}{1,6 \times 10^{-19} \times 2 \times 10^{6} \times 2,5} \] Calculando o denominador: \[ 1,6 \times 10^{-19} \times 2 \times 10^{6} \times 2,5 = 1,6 \times 2 \times 2,5 \times 10^{-19 + 6} = 8 \times 10^{-13} \] Agora: \[ \sin \theta = \frac{4 \times 10^{-14}}{8 \times 10^{-13}} = 0,05 \] Calculando \(\theta\): \[ \theta = \arcsin(0,05) \approx 2,87^\circ \] Nenhuma das alternativas apresenta exatamente 2,87°, mas a mais próxima é 20° (alternativa B). Porém, 2,87° é muito menor que 20°, então vamos revisar o cálculo do denominador para garantir. Revisando o denominador: \[ 1,6 \times 10^{-19} \times 2 \times 10^{6} \times 2,5 = 1,6 \times 2 \times 2,5 \times 10^{-19 + 6} = 8 \times 10^{-13} \] Está correto. Então \(\sin \theta = 0,05\), \(\theta \approx 2,87^\circ\). Como essa opção não está entre as alternativas, pode haver erro na interpretação dos dados ou na notação. Se considerarmos que a velocidade é \(2 \times 10^{7} \, m/s\) (em vez de \(2 \times 10^{6}\)), vamos testar: Denominador: \[ 1,6 \times 10^{-19} \times 2 \times 10^{7} \times 2,5 = 1,6 \times 2 \times 2,5 \times 10^{-19 + 7} = 8 \times 10^{-12} \] \[ \sin \theta = \frac{4 \times 10^{-14}}{8 \times 10^{-12}} = 0,005 \] Ângulo ainda menor. Se a força for \(4 \times 10^{-13} N\) (em vez de \(4 \times 10^{-14}\)): \[ \sin \theta = \frac{4 \times 10^{-13}}{8 \times 10^{-13}} = 0,5 \] \[ \theta = \arcsin(0,5) = 30^\circ \] Alternativa C: 40° está próxima, mas 30° não está entre as opções. Dado isso, a alternativa que mais se aproxima do cálculo correto, considerando possíveis arredondamentos, é: Alternativa A: 30° Se precisar de mais ajuda, me avise!

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