Um sistema a vácuo possui um pequeno vazamento de gás hélio, cujos íons possuem carga e massa . Os íons escapam do vazamento na direção com velocidade de módulo . Para medir a intensidade do vazamento, aplica-se um campo magnético uniforme e estacionário de módulo e posicionamos um detector de partículas à direita da saída de gás no plano , conforme mostrado na figura abaixo.
A que distância devemos posicionar o detector e que direção e sentido deve possuir o campo magnético para que os íons de hélio sejam detectados?
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
Passo 1
Antes de tudo, sabemos que a força magnética é dada por
Queremos que essa força magnética esteja na direção (direita). Para isso acontecer, tem que estar na direção concorda? Pois assim, fazendo a regra da mão direita com e , teremos de fato o sentido para a força magnética.
Passo 2
Agora, precisamos saber a que distância o detector deve estar.
Vemos pela figura que as partículas fazem uma trajetória circular, então podemos relacionar a força magnética com a força centrípeta, assim:
Onde , já que é o raio da trajetória.
Aeee, agora podemos substituir os valores que o enunciado deu
Logo, com as respostas obtidas nos passos 1 e 2, concluímos que a alternativa correta é a letra A :)
Resposta
(a)