Questão 16 (2º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2020

Julho de 2019 marcou o cinquentenário da chegada do homem à Lua com a missão Apollo 11. As caminhadas dos astronautas em solo lunar, com seus demorados saltos, são imagens emblemáticas dessa aventura humana.

a) A aceleração da gravidade na superfície da Lua é g_L = 1{,}6\ \text{m/s}^2. Calcule o tempo de queda de um corpo solto a partir do repouso de uma altura de 1{,}8\ \text{m} com relação à superfície lunar.

b) A espectrometria de massas é uma técnica que pode ser usada na identificação de moléculas da atmosfera e do solo lunar. A figura ao lado mostra a trajetória (no plano do papel) de uma determinada molécula ionizada (carga q = 1{,}6 \times 10^{-19}\ \text{C}) que entra na região de campo magnético do espectrômetro, sombreada na figura, com velocidade de módulo V = 3{,}2 \times 10^5\ \text{m/s}. O campo magnético é uniforme e perpendicular ao plano do papel, dirigido de baixo para cima, e tem módulo B = 0{,}4\ \text{T}. Como ilustra a figura, na região de campo magnético a trajetória é circular de raio R = 36\ \text{cm}, e a força centrípeta é dada pela força magnética de Lorentz, cujo módulo vale F = qVB. Qual é a massa m da molécula?