Questão 16. 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, adiciona-se 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.
a) 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.
Gráfico da página de respostas:
Determine
b) a partir dos tempos indicados no gráfico, a razão =
I
P
Rυ
υ
υ
entre os módulos das velocidades , υ I
de um íon de insulina, e , υ P
de um íon P, em movimento dentro do tubo;
c) a razão =
I
m
P
m R
m
entre as massas mI
e , mP
respectivamente, de um íon de insulina e de um
íon P;
d) a massa mI
de um íon de insulina, em unidades de massa atômica (u).
Note e adote:
A amostra e o tubo estão em vácuo.
u = unidade de massa atômica.
Carga do elétron: 19 e 1,6 10 C −
= − ×
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