(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 10^14 prótons, efetuando 10^4 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 1,6 times 10^-19 C
a) 0,16 A
b) 1,6 times 10^-15 A
c) 1,6 times 10^-29 A
d) 1,6 times 10^-9 A
e) 1,6 times 10^-23 A

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
Ns = 10^14times10^4 = 10^18

Passo 3

A carga total que passa por segundo é o número de prótons por segundo multiplicado pela carga de cada próton:
Q = Nstimes q = 10^18times1,6times10^-19,C = 1,6times10^-1,C

Passo 4

Como I = Q/1,s, concluímos que a corrente elétrica é
I = 1,6times10^-1,A = 0,16,A

Resposta

0,16 A

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