Uma fábrica foi acusada de emitir altas quantidades de um determinado gás ionizado. A fábrica afirmava que o gás expelido no ar não era ionizado.
Um físico analisou a trajetória desse gás ao entrar
em uma região de campo magnético B, perpendicularmente a esse campo. O campo magnético possui intensidade 10–3T (saindo perpendicularmente
da folha de papel, como ilustrado na figura abaixo). O físico verificou que as moléculas do gás descreviam uma trajetória circular de raio 2 cm, conforme figura apresentada.
Com base nestas infomações, responda:
A) as moléculas do gás emitido pela fábrica eram
neutras, positivamente car r e gadas ou
negativamente carregadas? Justifique sua
resposta utilizando o conceito de força
magnética.
B) sabendo-se que cada molécula do gás, ao entrar na região de campo magnético, possui velocidade v de módulo 100 m/s, qual é a massa da
molécula do gás expelido, supondo que a molécula seja duplamente ionizada (carga do elétron:
–1,6 x 10–19C)?
RESOLUÇÃO:
A) Pela regra da mão esquerda (convencionalmente aplicada sobre cargas positivas), a
força magnética sobre a partícula deveria ser
horizontal para a direita. Como a força é aplicada no sentido contrário, concluiu-se que a
molécula está negativamente carregada.
B) R = m ⋅ v
| q|⋅B
2 ⋅ 10- 2 ⋅ 2 ⋅ 1,6 ⋅ 10−19 ⋅ 10−3
⇒m=
102
⇒ m = 6,4 ⋅ 10− 26 kg