Um próton é acelerado num ciclotron a partir do repouso até atingir uma velocidade de
(cerca de
da velocidade da luz). Qual o trabalho, em elétrons-volt, realizado sobre o próton pela força elétrica do ciclotron?
Passo 1
O enunciado pede o trabalho realizado por um campo elétrico para acelerar um próton de repouso até a velocidade
. Como esse valor de velocidade é pequeno comparado à da luz, usamos a mecânica clássica e o Teorema Trabalho-Energia, que diz que o trabalho
é igual à variação da energia cinética:
Passo 2
Calcular a energia cinética adquirida pelo próton em joules. A massa do próton é
e a velocidade final é
. Assim,
Passo 3
Converter o trabalho de joules para elétron-volts, sabendo que
. Logo,
Resposta
O trabalho realizado sobre o próton é aproximadamente
.