Sobre o tema
O movimento de partículas carregadas em campos magnéticos heterogêneos é um tema central em física, combinando conceitos de força de Lorentz e cinemática circular. Nesta questão do IME, um feixe de elétrons atravessa camadas com campos magnéticos de módulo constante, mas direções alternadas, descrevendo arcos de circunferência. O problema explora como a trajetória depende da orientação do campo e da velocidade da partícula, exigindo análise geométrica e compreensão do raio de curvatura (r = mv/qB). A resolução envolve identificar o ponto de saída após múltiplas camadas, testando a capacidade de visualizar a trajetória resultante de sucessivas deflexões.
Tópicos relacionados
- Força de Lorentz em campos magnéticos
- Movimento circular de partículas carregadas
- Raio de curvatura em campo magnético uniforme
- Trajetória em campos magnéticos alternados
- Geometria de arcos e deflexões sucessivas
Enunciado
: 0,25
Um feixe de el�trons penetra em uma regi�o, dividida em camadas espa�adas de acordo com as
dimens�es mostradas na figura, que est� sujeita a um campo magn�tico heterog�neo. Em cada
camada, a dire��o e o sentido do campo magn�tico mudam (vide figura), mas seu m�dulo ser�
sempre constante. Note que na figura existem �reas desprovidas de campo magn�tico. Sabendo
que, ap�s passar pela primeira camada, o feixe descreve um arco de 1/8 de circunfer�ncia, ele sair�
na camada 10 no ponto:
(A) I (B) II (C) III (D) IV (E) V
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CONCURSO DE ADMISS�O
AO
CONCURSO DE FORMA��O E GRADUA��O
QUEST�ES DE 31 A 40
QU�MICA
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Perguntas frequentes
O que determina o raio da trajetória de uma partícula carregada em um campo magnético uniforme?
O raio é dado por r = mv/(qB), onde m é a massa, v a velocidade perpendicular ao campo, q a carga e B a intensidade do campo magnético.
Como a direção do campo magnético afeta o sentido da força de Lorentz?
Pela regra da mão direita, a força é perpendicular ao vetor velocidade e ao campo magnético; invertendo a direção do campo, inverte-se o sentido da força, alterando o sentido da curvatura.
O que acontece quando uma partícula carregada atravessa regiões com campos magnéticos de direções alternadas?
A partícula descreve arcos de círculo em cada região, mudando o sentido da curvatura conforme o campo muda. A trajetória resultante é uma sequência de arcos, podendo levar a um deslocamento lateral líquido.