Trab recu 3° serie EM UDI

COLÉGIO RESSURREIÇÃO NOSSA SENHORA
Data:
Série/Turma:
23/09/2015
3a série EM
Disciplina:
Professor(a):
Física
Bruno
Avaliação:
Período:
Valor:
Trabalho
3o. Bimestre
2,5
Nota:
Vista de prova:
Aluno(a): ___________________________________________
_________________________
Questão 01)
Um seletor de velocidades é utilizado para separar partículas de uma determinada velocidade. Para
partículas com carga elétrica, um dispositivo deste tipo pode ser construído utilizando um campo
magnético e um campo elétrico perpendiculares entre si. Os valores desses campos podem ser ajustados
de modo que as partículas que têm a velocidade desejada atravessam a região de atuação dos campos
sem serem desviadas.
Deseja-se utilizar um dispositivo desse tipo para selecionar prótons que tenham a velocidade de
3,0x104m/s.
Para tal, um feixe de prótons é lançado na região demarcada pelo retângulo em que existe um campo
magnético de 2,0x10–3T, perpendicular à página e nela entrando, como mostra a figura a seguir.
Nessas condições, o módulo e a orientação do campo elétrico aplicado na região demarcada, que
permitirá selecionar os prótons com a velocidade desejada, é
a)
b)
c)
d)
e)
60 V/m – perpendicular ao plano da página – apontando para fora da página
60 V/m – perpendicular ao plano da página – apontando para dentro da página
60 V/m – no plano da página – apontando para baixo
0,15 V/m – no plano da página – apontando para cima
0,15 V/m – no plano da página – apontando para baixo
Questão 02)
Uma partícula de massa m e carga q ingressa, com velocidade horizontal de módulo v = 1500km/s, na
extremidade superior esquerda da região acinzentada quadrada de lado L = 1mm (ver figura). Nesta
região acinzentada existe um campo magnético uniforme, de módulo B = 2T e direção perpendicular à
velocidade inicial da partícula e ao plano da página. A partícula deixa a região acinzentada quadrada na
extremidade inferior direita. Considere apenas a força magnética atuando na partícula. Quanto vale a
razão q/m (em C/kg) dividida por 107?
Questão 03)
O grande colisor de hádrons, ou LHC como é conhecido, é um ambicioso projeto da física de partículas,
implementado na Europa, e que tem o objetivo de sondar a estrutura mais fundamental da matéria. Para
isso, um gigantesco túnel, no formato circular com raio de 4km, foi cavado, e nele feixes de prótons são
mantidos com altíssimas velocidades, devido a um campo magnético uniforme de
810–4T de
intensidade perpendicular ao plano do túnel.
Nessas condições, conclui-se que um próton de massa igual a 210–27 kg e carga elétrica de 1,610–19C
circula nesse túnel a uma velocidade, em m/s, de:
Questão 04)
Um dos desafios técnicos que projetistas de aceleradores de partículas circulares enfrentam é como fazer
com que as partículas carregadas façam a curva adequadamente. Suponha que uma equipe de cientistas
deseje fazer com que prótons, de razão massa sobre carga igual a 10–8 kg/C, realizem um movimento
circular uniforme, com velocidade de módulo 3000 km/s. Para isso, um campo magnético uniforme de
módulo 2 T é mantido aplicado na direção perpendicular ao plano da trajetória dos prótons. Nessa
experiência, as partículas descrevem uma trajetória circular de raio:
a)
b)
c)
d)
e)
2,5 mm
1,5 cm
2,5 dm
1,5 m
2,5 km