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Questão
Feixes de prótons podem ser produzidos em aceleradores usando campos elétricos. Suponha que prótons estão sendo acelerados, a partir do repouso, por um campo elétrico uniforme de intensidade
, ao longo de uma distância de 30 cm . A energia cinética de cada próton é
Dado:
( a ) 90 keV
( b ) 90.10 keV
( c ) 90 MeV
( d ) 90.10 MeV
( e ) 90 GeV
Dado:
( a ) 90 keV
( b ) 90.10 keV
( c ) 90 MeV
( d ) 90.10 MeV
( e ) 90 GeV
Passo 1
O enunciado diz que prótons (carga
) partem do repouso e são acelerados por um campo elétrico uniforme de intensidade
ao longo de
. Pela teoria de campos elétricos, o trabalho da força elétrica sobre a carga é convertido em energia cinética, e vale
onde
é a diferença de potencial associada ao campo. Sabemos também que
Passo 2
Calcular a diferença de potencial e o trabalho em joules:
Passo 3
Converter
de joules para elétron-volts e depois para keV:
Passo 4
Comparando com as alternativas, a que corresponde a
é
(b) .
(b)
Resposta
(b)