(UFPA/2011) O acelerador de partículas LHC, o Grande Colisor de Hadrons (Large Hadron Collider), recebeu da imprensa vários adjetivos superlativos: “a maior máquina do mundo”, “o maior experimento já feito”, “o big-bang recriado em laboratório”, para citar alguns.
Quando o LHC estiver funcionando a plena capacidade, um feixe de prótons, percorrendo o perímetro do anel circular do acelerador, irá conter
prótons, efetuando
voltas por
segundo, no anel. Considerando que os prótons preenchem 0 anel uniformemente, identifique a alternativa que indica corretamente a corrente elétrica que circula pelo anel.
Dado: carga elétrica do próton
a)
b)
c)
d)
e)
Quando o LHC estiver funcionando a plena capacidade, um feixe de prótons, percorrendo o perímetro do anel circular do acelerador, irá conter
segundo, no anel. Considerando que os prótons preenchem 0 anel uniformemente, identifique a alternativa que indica corretamente a corrente elétrica que circula pelo anel.
Dado: carga elétrica do próton
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado fala de um feixe circular no LHC com 10^{14} prótons realizando 10^{4} voltas por segundo. O conteúdo aqui é corrente elétrica contínua, definida como carga total que passa por um ponto por unidade de tempo. Para resolver precisamos usar a relação I = Q/t e lembrar que cada próton tem carga q = 1,6\times10^{-19} C.
Passo 2
Como os prótons percorrem o anel 10^{4} vezes por segundo e são 10^{14} no total, o número de prótons que passam por um ponto em 1 s é
Passo 3
A carga total que passa por segundo é o número de prótons por segundo multiplicado pela carga de cada próton:
Passo 4
Como I = Q/1,s, concluímos que a corrente elétrica é
Resposta
0,16 A