PAU Física 2018 · Juny · Sèrie 1 · Exercici 3 (Opció A)

OPCIÓ A P3) Un protó en repòs és accelerat en el sentit positiu de l’eix x fins a assolir una velocitat d’1,00 × 105 m s–1. Aleshores, penetra en un espectròmetre de masses on hi ha un camp magnètic . a) Calculeu la força (mòdul, direcció i sentit) que actua sobre el protó. [1 punt] b) Calculeu el camp magnètic (mòdul, direcció i sentit) tal que, si entra un electró amb la mateixa velocitat en l’espectròmetre, segueixi la mateixa trajectòria que el protó. [1 punt] Dades:  Càrrega elemental, e = 1,60 × 10–19 C. Massa del protó, mp = 1,67 × 10–27 kg. Massa de l’electró, me = 9,11 × 10–31 kg. .

OPCIÓ A P3) a)    0.2 p F = q v × B       0.8 p  -19  5  -2   -16 F = 1,60 10 1,00 10 i × 1,00 10 k = 1,60 10 j N b) El radi de la trajectòria del protó ve donat per:  v    Volem que : r r ; qvB m p e  r 0.4 p  v v  p e  m v m v  p p  e e  q B q B  p p e e   31 m ,9 11 10     2    6 B e B 10 ,5 45 10 T 0.4 p e p   27 m ,1 67 10 p 0.2 p El camp tindrà aquest mòdul i la mateixa direcció que el primer camp però sentit contrari ja que la càrrega de l'electró té signe contrari a la del protó.      6 B = 5,45 10 k T