Quer ficar por dentro das novas questões do Enem?

Cadastre-se e receba um aviso sempre que novas questões estiverem disponíveis!

Questão 113

O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de campo magnético constante B, descrevendo uma trajetória helicoidal, conforme a figura. Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x. A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial. O dispositivo então mede o tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon.

A massa do íon medida por esse dispositivo será

Comentário da questão

A questão demonstra uma partícula carregada que descreve um movimento helicoidal por conta de uma força magnética. Nessa situação, podemos dizer que a força magnética cumpre o papel da força resultante centrípeta.

Fmag=Fcp

q.v.b.senӨ=m.v²/R

 

Para essa situação, senӨ=1. Simplificando a expressão temos:

 

q.b=mv/R

q.b.R=mv

 

Podemos descrever a velocidade como:

 

q.b.R=m.N.2π.R/Δt

 

Colocando em função da massa:

m=q.b.Δt / N.2π

 

Para ficar igual a alternativa, defina Δt=t

m=q.b.t / 2π.N

Equipe Descomplica
A melhor equipe de professores do Brasil ;)

Gabarito da questão

Opção A

Questões correspondentes

115 109 126

Assunto