Questão 25
IME 2008
(IME - 2008/2009)
Um feixe de elétrons passa por um equipamento composto por duas placas paralelas, com uma abertura na direção do feixe, e penetra em uma região onde existe um campo magnético constante. Entre as placas existe uma d.d.p. igual a V e o campo magnético é perpendicular ao plano da figura. Considere as seguintes afirmativas:
I. O vetor quantidade de movimento varia em toda a trajetória.
II. Tanto o trabalho da força elétrica quanto o da força magnética fazem a energia cinética variar.
III. A energia potencial diminui quando os elétrons passam na região entre as placas.
IV. O vetor força elétrica na região entre as placas e o vetor força magnética na região onde existe o campo magnético são constantes.
As afirmativas corretas são apenas:
I e II
I e III
II e III
I, II e IV
II, III e IV
Gabarito:
I e III
Resolução:
Assumindo que V>0:
I) Durante o trajeto entre as placas do capacitor há um campo elétrico e portanto há também uma força agindo nos elétrons . Dessa forma, a velocidade dos elétrons aumenta uniformemente com o tempo (MUV) e o vetor da quantidade de movimento varia em módulo. Ainda, durante o trajeto dentro do campo magnético ele realizará MCU, pois a força resultante é
, perpendicular à trajetória.Com isso o módulo do vetor quantidade de movimento não se altera, diferentemente da sua direção, que muda. Verdadeira.
II) A força elétrica realiza trabalho e tem a mesma direção da trajetória. Porém, a força magnética, sendo sempre perpendicular à trajetória, não realiza trabalho.
III) Pelo Teorema da Energia Cinética e o trabalho elétrico sendo , a velocidade aumenta, pois a força é dirigida para cima:
Dessa forma, a energia potencial final é sempre menor que a inicial. Verdadeira.
IV) A força elétrica é constante, mas a magnética não.
Alternativa B.