(FUNCERN/IFRN, Edital 05/2014) Leia o texto que segue para responder a questão.
LHC bate novo recorde mundial de energia
O Grande Colisor de Hádrons (LHC), do Laboratório Europeu de Física Nuclear (CERN), rompeu na madrugada desta quinta-feira, 5, um novo recorde mundial de energia, apenas seis semanas depois de ter voltado a funcionar após uma parada técnica para manutenção. Pouco após a meia-noite (horário local), dois feixes de prótons que circulavam em direções opostas dentro do anel do LHC colidiram “ao nível de quatro pontos de interação”, gerando uma energia recorde de 8 TeV (teraelétron-volts), comunicou o CERN.
Fonte: Matéria do Jornal ESTADÃO (São Paulo) (05/04/2012) Disponível em:
http://www.estadao.com.br/noticias/vidae,lhc-bate-novo-recorde-mundial-de-energia,857737,0.htm
Com relação à informação sobre a energia recorde e adotando o valor da carga elementar como
, é correto afirmar que 8 TeV é aproximadamente igual à:
(a)
, onde
energia potencial gravitacional de um corpo de massa
colocado a uma altura de 160 m em relação ao solo, onde
.
(b)
, onde
energia elétrica consumida por uma lâmpada de 32 W ligada a uma diferença de potencial
durante um intervalo de tempo de 80 minutos.
(c)
, onde
é a energia cinética de translação de um corpo de massa
16 kg em movimento com velocidade
.
(d)
, onde
energia potencial elástica de um corpo de massa 8 kg preso a uma mola de constante elástica
, quando ela está deformada de 40 cm .
Fonte: Matéria do Jornal ESTADÃO (São Paulo) (05/04/2012) Disponível em:
http://www.estadao.com.br/noticias/vidae,lhc-bate-novo-recorde-mundial-de-energia,857737,0.htm
http://www.estadao.com.br/noticias/vidae,lhc-bate-novo-recorde-mundial-de-energia,857737,0.htm
(a)
(b)
(c)
(d)
Passo 1
O enunciado pede para verificar qual das alternativas descreve corretamente que 8 TeV, convertido em joules usando a carga elementar
, é aproximadamente igual a uma fração ou múltiplo de alguma energia mecânica ou elétrica dada. O conteúdo aqui é conversão de unidades de energia
e comparação com expressões de energia potencial gravitacional, elétrica, cinética e elástica.
Passo 2
Calculamos 8 TeV em joules. Como
,
Passo 3
Alternativa (a): energia potencial gravitacional
logo
muito maior que
. Portanto, (a) está errada.
Passo 4
Alternativa (b): energia elétrica consumida
então
que também é muito maior que
. Logo, (b) está errada.
Passo 5
Alternativa (c): energia cinética
portanto
que coincide com
de 8 TeV. Até aqui (c) confere.
Passo 6
Alternativa (d): energia potencial elástica
distante de
. Logo, (d) está errada.
Resposta
(c)