Questão 56c04675-14
Prova:UERJ 2015, UERJ 2015
Disciplina:Física
Assunto:Física Moderna, Física Atômica e Nuclear
Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:
• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;
• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;
• cada pacote contém, aproximadamente, 1011 prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;
• a carga do próton é igual a 1,6 × 10-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 108 m × s-1.
Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:
Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:
• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;
• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;
• cada pacote contém, aproximadamente, 1011 prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;
• a carga do próton é igual a 1,6 × 10-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 108 m × s-1.
Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:
• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;
• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;
• cada pacote contém, aproximadamente, 1011 prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;
• a carga do próton é igual a 1,6 × 10-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 108 m × s-1.
Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:
A
100
B
102
C
104
D
106
Gabarito comentado
Gabriel RampiniEngenheiro, Auditor, Oficial do Exército. Especialista em Gestão Pública e Mestre em Engenharia de Produção (USP).
De acordo com o enunciado, tem-se:
Q = n . e
Q = carga elétrica
n = número de prótons = 3000 . 1011
e = carga do próton = 1,6 . 10–19 C
Q = n . e = 3000 . 1011.1,6 . 10–19
Q = 4,8 . 10–5 C
i = Q . tempo
O tempo (t) percorrido pela carga é dado por:
t = espaço percorrido / velocidade da luz
t = 30 . 103 / 3 . 108
Q = n . e
Q = carga elétrica
n = número de prótons = 3000 . 1011
e = carga do próton = 1,6 . 10–19 C
Q = n . e = 3000 . 1011.1,6 . 10–19
Q = 4,8 . 10–5 C
i = Q . tempo
O tempo (t) percorrido pela carga é dado por:
t = espaço percorrido / velocidade da luz
t = 30 . 103 / 3 . 108
t = 10-4 s
Finalizando,
i = 4,8 . 10–5 . 10-4i = 0,48 A, equivalendo assim a uma corrente elétrica da ordem de grandeza de 100.
