Física

Nas questões de 33 a 80, caso seja necessário, considere as

seguintes informações.

1) As grandezas vetoriais estão representadas por letras

em negrito. Por exemplo, a letra F (em negrito) indica o

vetor força, enquanto a letra F (sem negrito) indica o

módulo do vetor força.

2) As expressões trigonométricas estão abreviadas da

seguinte forma:

seno = sen

cosseno = cos

tangente = tg

3) A aceleração da gravidade está representada

por g = 10 m/s²

O cíclotron é um dispositivo utilizado para acelerar partículas,

como prótons, até energias cinéticas muito elevadas. O

princípio de funcionamento de um cíclotron baseia-se no fato

de que o período de movimento de uma partícula

eletricamente carregada, quando em órbita circular em um

campo magnético uniforme, independe da velocidade da

partícula. Utilizando um campo elétrico que varia

periodicamente, é possível acelerar uma partícula carregada

e lançá-la em um campo magnético uniforme para que ela

descreva a órbita semicircular esperada e retorne à região de

campo elétrico para ser novamente acelerada. A figura a

seguir mostra um esquema de um cíclotron.

As partículas partem do centro da estrutura e, à medida que

são aceleradas, suas órbitas circulares tornam-se cada vez

maiores.

A respeito do cíclotron e considerando que a massa do

próton é igual a 1,6 . 10 ^–27kg e que o cíclotron utiliza um

campo magnético de 2,0 T para acelerar prótons em uma

órbita de raio máximo igual a 1,0 m, assinale a alternativa

que apresenta a energia, em MeV, de um próton que emerge

do cíclotron.