PAU Física 2016 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 4 (Opció A)

P4) En una zona de l’espai hi ha un camp magnètic uniforme de valor B ⟶ = 5,00j ⟶ m s–1. electró, un neutró i un protó hi entren per l’origen de coordenades a la mateixa velocitat v a) Determineu el mòdul de la força que actua sobre cada partícula i indiqueu el tipus de moviment que fa cadascuna. b) A continuació, situem paraŀlelament a l’eix Y, a 3,00 mm de l’origen de coordenades, un fil infinit pel qual circula un corrent I. Determineu el valor del corrent del fil que fa que el protó segueixi una trajectòria rectilínia. Considereu que el mòdul del camp magnètic creat per aquest fil infinit és: , en què µ0 = 4π × 10−7 N A−2 i R és la distància al fil conductor. Dades:  Càrrega elèctrica del protó, qprotó = 1,60 × 10−19 C. Càrrega elèctrica de l’electró, qelectró = −qprotó.

P4) a) La for¸ca que fa un camp magnètic sobre una partícula carregada en moviment és⃗F = q⃗v ∧⃗B 0.2 . Com que ara la velocitat i el camp magnètic són perpendiculars, el mòdul de la for¸ca és simplement F = q v B. 0.1 L’electró i el protó tenen la mateixa càrrega en valor absolut de forma que el mòdul de la for¸ca que fa el camp és el mateix F = (1.60 · 10−19)(5)(2 × 10−3) ≡1.60 · 10−21 N . 0.2 Per altra banda, el neutró no té càrrega elèctrica i per tant la força que actua sobre ell és F = 0 N. 0.1 Atès que la càrrega del protó és positiva, la força que fa el camp es dirigeix sobre l’eix X i en sentit positiu. 0.1 El protó descriu llavors un moviment circular en sentit horari vist des del semieix positiu Z. 0.1 Per altra banda, la càrrega de l’electró és negativa i el moviment que realitza és també circular, però en sentit contrari al que realitza el protó. 0.1 El neutró segueix una trajectòria rectilínia a velocitat constant segons el sentit positiu de l’eix Y. 0.1 b) El camp magnèt […]