Questão 22 — Eletromagnetismo — Movimento de Carga em Campo Magnético e MHS (Física) — Instituto Militar de Engenharia (IME) 2024

Física Eletromagnetismo — Movimento de Carga em Campo Magnético e MHS

Instituto Militar de Engenharia (IME) 2024 Médio

Instituto Militar de Engenharia (IME) · Concurso de Formação e Graduação

Gabarito disponível

Eixos: y para cima, x para a direita e z saindo do plano (para baixo e à esquerda). Canhão de elétrons suspenso do teto por duas molas de constante k, disparando um elétron e⁻ para a esquerda, em direção a uma região com campo magnético B representado por setas apontando para a esquerda.

Na figura, é apresentado um canhão oscilando preso ao teto por duas molas e disparando continuamente elétrons numa região sujeita a um campo magnético constante.
Dados:
• constante elástica de cada mola: k;
• amplitude de oscilação do canhão / par de molas: A;
• direção de oscilação do canhão / par de molas: y;
• vetor campo magnético: (˘B,0,0);
• velocidade relativa de disparo dos elétrons em relação ao canhão: (˘v,0,0);
• massa do elétron: m;
• massa do canhão: M;
• carga do elétron: ˘e.

Observações:
• o canhão oscila no plano xy;
• a velocidade inicial de um elétron disparado é obtida ao se somarem vetorialmente os efeitos da oscilação e do canhão parado;
• despreze o efeito gravitacional no movimento dos elétrons;
• m << M;
• despreze as interações elétricas entre os elétrons.

Nas condições acima, a maior coordenada z que algum elétron pode alcançar é: