Um elétron é acelerado do repouso através de uma diferença de potencial e entra numa região na qual atua um campo magnético, onde ele inicia um movimento ciclotrônico, movendo-se num círculo de raio com período . Se um próton fosse acelerado do repouso através de uma diferença de potencial de mesma magnitude e entrasse na mesma região em que atua o campo magnético, poderíamos armar sobre seu raio e período que


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ITA IIIT 17/12/2022, 12:55
A princípio, vamos generalizar a situação para qualquer partícula com carga, visto que estamos lidando com a análise de um elétron e um próton. Nesse sentido, sabemos que o portador de carga é acelerado a partir de uma diferença de potencial, isto é, o trabalho da força elétrica deve ser convertido em energia cinética:\begin{matrix} W_{ele} = \Delta E_c \end{matrix}Como o portador de carga parte do repouso, sua energia cinética inicial é nula, consequentemente:\begin{matrix} QV = \dfrac{mv^2}{2} &\therefore& v = \sqrt{\dfrac{2Q V}{m}} \end{matrix}Visto que o portador de carga deve descrever um movimento ciclotrônico, a força magnética deve compor a resultante centrípeta, tal que:\begin{matrix} F_M = R_c &\Rightarrow& BQv = \dfrac{mv^2}{R} &\therefore& R = \sqrt{\dfrac{mV}{QB^2}} \end{matrix}Com isso, nota-se para o raio descrito pelo portador de carga que a diferença se concentra na massa do corpo. Dessa forma, como o próton apresenta maior massa, este deve descrever um movimento com raio maior, logo:\begin{matrix} \boxed{R_P > R_E} \end{matrix}Por outro lado, também queremos saber a relação entre os períodos, assim, podemos partir do conceito do mesmo:\begin{matrix} T = \dfrac{2\pi R}{v} &\therefore& T = 2\pi \dfrac{m}{QB}\sqrt{\dfrac{V}{2}} \end{matrix}Novamente, nota-se que a diferença se concentra na massa do portador, portanto:\begin{matrix} \boxed{T_P > T_E} \end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (B) \end{matrix}
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Carlos Henrique Prado
18:24 16/04/2024
A expressão para velocidade está coerente, mas eu verifiquei a expressão para o raio e a minha expressão difere por um fator $\sqrt{2}$ da sua. Porém, a expressão não difere apenas por uma contante, mas um potencial elétrico. Para verificação rápida, pensei em "tacaram 2 pimentas no meu quibe", uma expressão famosa para essa situação. Veja que sua expressão não está condizente. Mas a ideia é brilhante! Eu tinha feito considerando que as velocidades do elétron e do próton seriam iguais (chute).
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