O funcionamento do acelerador de partículas mencionado na reportagem se dá a partir da ideia de que uma carga eletricamente carregada com velocidade próxima à da luz seja capaz de, quando acelerada, emitir o que chamamos de luz sincrotron.
Suponha que a carga, caminhando constantemente com a velocidade da luz (c=3 \cdot 10^{ 8 }m/s), esteja sendo acelerada somente pelo campo magnético B.
Nesse sentido,
a) não há qualquer relação entre o campo magnético aplicado e o raio da trajetória.
b) se o campo magnético aplicado aumentasse seu módulo, o raio da trajetória diminuiria.
c) se o campo magnético aplicado diminuísse seu módulo, o raio da trajetória também diminuiria.
d) ainda que o campo magnético mudasse de módulo, o raio da trajetória permaneceria constante.
e) se o campo magnético aplicado mudasse o sentido, automaticamente as cargas inverteriam o sentido do movimento.
Respostas
Se o campo magnético aumentar, o raio da trajetória vai diminuir. Letra b).
Se uma carga entre em um campo magnético perpendicularmente, o raio da sua trajetória será dado por:
, onde R é o raio da trajetória, v a velocidade da carga, q a carga e B a intensidade do campo magnético.
Vale ressaltar que tal fenômeno ocorre pois a força magnética atua como força centrípeta do movimento circular.
Vamos analisar cada alternativa individualmente:
a) Falsa. Existe uma relação direta entre o campo magnético aplicado e o raio da trajetória, conforme vimos.
b) Verdadeira. Olhando para a fórmula, B está no denominador da fração, o que indica que R e B são inversamente proporcionais, logo, aumentando B, R diminui.
c) Falsa. Se B diminui, então R aumenta.
d) Falsa. Mesma explicação da letra a).
e) Falsa. As cargas não mudariam imediatamente o sentido do movimento, levariam um certo tempo para desacelerar completamente para então começarem a se mover no sentido oposto.
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b) se o campo magnético aplicado aumentasse seu módulo, o raio da trajetória diminuiria.