Questão do ENEM 2019 · Regular

Ciências da Natureza · item 96556 do Inep

O espectrômetro de massa de tempo de voo é um dispositivo utilizado para medir a massa de íons. Nele, um íon de carga elétrica q é lançado em uma região de campo magnético constante B, descrevendo uma trajetória helicoidal, conforme a figura. Essa trajetória é formada pela composição de um movimento circular uniforme no plano yz e uma translação ao longo do eixo x. A vantagem desse dispositivo é que a velocidade angular do movimento helicoidal do íon é independente de sua velocidade inicial. O dispositivo então mede o tempo t de voo para N voltas do íon. Logo, com base nos valores q, B, N e t, pode-se determinar a massa do íon.

Sistema de três eixos perpendiculares, x, y e z: o eixo y é vertical, o eixo x aponta para a direita e o eixo z vem para a frente, à esquerda. Três linhas retas paralelas ao eixo x, com setas apontando no sentido positivo de x, representam o campo magnético, identificado pelo vetor B. Uma esfera com o sinal “+”, rotulada “+q”, percorre uma hélice de várias espiras em torno da direção x, rotulada “Trajetória helicoidal”; setas sobre as espiras indicam o sentido de giro, e os trechos de trás de cada espira estão tracejados.

A massa do íon medida por esse dispositivo será

Questão oficial do ENEM 2019 (regular), Inep.

qBt/(2πN)
qBt/(πN)
2qBt/(πN)
qBt/N
2qBt/N

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