Imprimir: Fuvest 2017 – Física: Cinemática

A determinação da massa da molécula de insulina é parte do estudo de sua estrutura. Para medir essa massa, as moléculas de insulina são previamente ionizadas, adquirindo, cada molécula, a carga de um elétron. Esses íons (I) são liberados com velocidade inicial nula a partir de uma amostra submetida a um potencial V = -20 kV. Os íons são acelerados devido à diferença de potencial entre a amostra e um tubo metálico, em potencial nulo, no qual passam a se mover com velocidade constante. Para a calibração da medida, adicionase à amostra um material padrão cujas moléculas também são ionizadas, adquirindo, cada uma, a carga de um elétron; esses íons (P) têm massa conhecida igual a 2846 u. A situação está esquematizada na figura.

Imagem incorporada pela fonte (Kuadro) sem texto alternativo; conteúdo a descrever na revisão.

Determine a energia cinética E dos íons, quando estão dentro do tubo.
O gráfico na página de respostas mostra o número N de íons em função do tempo t despendido para percorrerem o comprimento L do tubo. Determine
a partir dos tempos indicados no gráfico, a razão $R_{v}=\frac{v_{I}}{v_{p}}$ entre os módulos das velocidade $v_{1}$ , de um íon de insulina, e $v_{p}$ , de um íon P, em movimento dentro do tubo;
a razão $R_{m}= \frac{m_{I}}{m_{p}}$ entre as massas $m_{I}$ e $m_{p}$ , , respectivamente, de um íon de insulina e de um íon P
a massa $m_{I}$ de um íon de insulina, em unidades de massa atômica (u)

Física · Cinemática, Energia potencial elétrica