Questão 59 da UFPR 2014

1ª fase

O espectrômetro de massa é um equipamento utilizado para se estudar a composição de um material. A figura ao lado ilustra diferentes partículas de uma mesma amostra sendo injetadas por uma abertura no ponto O de uma câmara a vácuo. Essas partículas possuem mesma velocidade inicial \vec{v}, paralela ao plano da página e com o sentido indicado no desenho. No interior desta câmara há um campo magnético uniforme \vec{B} perpendicular à velocidade \vec{v}, cujas linhas de campo são perpendiculares ao plano da página e saindo desta, conforme representado no desenho com o símbolo \odot. As partículas descrevem então trajetórias circulares identificadas por I, II, III e IV.

Esquema de uma câmara retangular com campo magnético uniforme B saindo do plano da página, representado por círculos com pontos no centro. Na abertura O, na borda inferior, uma seta indica a velocidade inicial v vertical para cima. A partir de O, as trajetórias semicirculares I, II e III curvam-se para a direita, com raios r₁, r₂ e r₃, respectivamente, em ordem crescente; a trajetória IV curva-se para a esquerda, com raio r₄. Os raios são indicados por segmentos pontilhados, e setas nas extremidades das trajetórias apontam para a borda inferior da câmara.

Considerando as informações acima e os conceitos de eletricidade e magnetismo, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas:

( ) A partícula da trajetória II possui carga positiva e a da trajetória IV possui carga negativa.
( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma carga, a da trajetória II tem maior massa que a da trajetória I.
( ) Supondo que todas as partículas tenham mesma massa, a da trajetória III tem maior carga que a da trajetória II.
( ) Se o módulo do campo magnético B fosse aumentado, todas as trajetórias teriam um raio maior.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.

  1. A
    V – V – V – F.
  2. B
    F – V – F – V.
  3. C
    V – F – V – V.
  4. D
    V – V – F – F.
  5. E
    F – F – V – V.
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Fonte: UFPR 2014 · 1ª fase. Prova oficial ↗