Question

O espectrômetro de massa é um equipamento utilizado para se estudar a composição de um material. A figura ao lado ilustra diferentes partículas de uma mesma amostra sendo injetadas por uma abertura no ponto O de uma câmara a vácuo. Essas partículas possuem mesma velocidade inicial V, paralela ao plano da página e com o sentido indicado no desenho. No interior desta câmara há um campo magnético uniforme B perpendicular à velocidade v, cujas linhas de campo são perpendiculares ao plano da página e saindo desta, conforme representado no desenho com o símbolo O. As partículas descrevem então trajetórias circulares identificadas por I, II, III e IV. Considerando as informações acima e os conceitos de eletricidade e magnetismo, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa. ( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I. ( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II. ( ) Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V - V - V - F. b) F - V - F - V. c) V - F - V - V. ►d) V - V - F - F. e) F - F - V - V.

Answer 1

Olá a imagem não concorda com a pergunta, mais achei uma pergunta que tem a imagem que sim corresponde (anexo 1)

Então para resolver a questão temos que verificar as alternativas

1- A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa.

Para determinar as cargas deve usar a regra da da mão esquerda, onde o  polegar indica o sentido da força, o dedo indicador o sentido do campo magnético e o dedo médio indica o sentido da velocidade. 

Observando na figura, note a força $\frac{}{F}$  desviando a carga positiva para a direita e a carga negativa para a esquerda. (anexo 2)

Assim, a alternativa 1, e Verdadeira

2- Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I. 

 Note que as partículas possuem cargas de sinais contrários já que a força magnética as desvia em sentidos opostos 

Partículas com a mesma velocidade e a mesma carga elétrica ao penetrarem num campo magnético uniforme; como $\frac{}{V}$ é perpendicular a $\frac{}{B}$ descrevem-se  trajetórias circulares de raios diferentes.

Isso é devido a que na formula $R= \frac{m*V}{q*B}$  tem-se que  R e m são variáveis, e os outros parâmetros são constantes. 

Pode observar então que na formula  R e m são diretamente proporcionais; porque quanto maior é a massa, maior vai ser o raio da curva. E quanto maior é a massa, menor valor $\frac{q}{m}$  já que  q é a mesma para as duas cargas.

Então a alternativa 2, é Verdadeira.

3- Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II. 

Lembrando o que dissemos na alternativa anterior que na formula

$R= \frac{m*V}{q*B}$ só R e q são variáveis, assim os outros parâmetros  são constantes. Neste caso pode observar que na formula, que R e q são inversamente proporcionais, porque a maior carga, menor vai ser o  raio da curva, e vice versa.

Assim temos que a alternativa 3, é Falsa

4- Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior.

Da expressão $R= \frac{m*V}{q*B}$ pode-se isolar o campo magnético B, assim temos que:

$B = \frac{mV}{qR}$

Desse jeito B é inversamente proporcional a R, assim, quando um aumenta o outro diminui.

Pelo tanto a alternativa 4, é Falsa

Concluindo que a opção correta é a D= V-V-F-F