(Corrente) Uma instalação de radiação síncrotron consiste em um anel circular de
de raio que gera um feixe de elétrons com corrente de 487 mA quando os elétrons apresentam uma velocidade aproximadamente igual à velocidade da luz. Quantos elétrons passam em um dado ponto do acelerador por hora?
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão tá pedindo. A gente tem um anel de síncrotron com raio de 40,0 m, dentro dele passa um feixe de elétrons que forma uma corrente elétrica de 487 mA e esses elétrons estão praticamente na velocidade da luz. A pergunta é: quantos elétrons passam por um ponto fixo desse anel durante 1 hora?
Conteúdo da matéria: conceito de corrente elétrica, carga do elétron e conversão de unidades (mA para A, horas para segundos). Vamos precisar da definição de corrente elétrica
Conteúdo da matéria: conceito de corrente elétrica, carga do elétron e conversão de unidades (mA para A, horas para segundos). Vamos precisar da definição de corrente elétrica
e do valor da carga elementar
.
Passo 2
Definindo corrente elétrica:
onde
é a carga total que passa por um ponto em um intervalo
. Cada elétron carrega carga
, então se
elétrons passam,
. Substituindo na fórmula:
Passo 3
Agora vamos ver as unidades e valores:
- Corrente:
. - Tempo:
- Carga do elétron:
Colocando tudo na fórmula:
Passo 4
Vamos calcular passo a passo:
- Produto
:
- Dividindo pela carga do elétron:
Resposta
Cerca de
elétrons passam por um ponto do acelerador em uma hora.