Aceleradores de partículas são ambientes onde partículas eletricamente carregadas são mantidas em movimento, como as cargas elétricas em um condutor. No Laboratório Europeu de Física de
Partículas – CERN, está localizado o mais potente acelerador em operação no mundo. Considere as seguintes informações para compreender seu funcionamento:
• os prótons são acelerados em grupos de cerca de 3000 pacotes, que constituem o feixe do acelerador;
• esses pacotes são mantidos em movimento no interior e ao longo de um anel de cerca de 30 km de comprimento;
• cada pacote contém, aproximadamente, 10^11 prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;
• a carga do próton é igual a 1,6 × 10^-19 C e a velocidade da luz no vácuo é igual a 3 × 10^8 m × s^-1.
Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:
(A) 10^0
(B) 10^2
(C) 10^4
(D) 10^6
Soluções para a tarefa
A corrente elétrica é a razão entre a carga deslocada por unidade de tempo (Coulomb por segundo), então para calcular o equivalente, devemos achar qual a quantidade de carga e qual o tempo que esta carga está sendo deslocada pelo acelerador.
São 3000 grupos de prótons com 10^11 prótons cada, sendo que cada próton possui uma carga de 1,6*10^-19 C, assim, a carga total será o produto destes valores:
Q = 3000*10^11*1,6*10^-19
Q = 4800 * 10^-8 C
Q = 4,8 * 10^-5 C
Sendo a distância percorrida por estes pacotes de 30 km na velocidade da luz de 3*10^8 m/s, temos que o tempo é de:
t = 3*10^4/3*10^8
t = 10^-4 s
A corrente elétrica então é de:
I = 4,8*10^-5/10^-4
I = 4,8*10^-1 A
A ordem de grandeza é 10^0.
Resposta: A
O feixe do CERN é equivalente a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de: 10^0 - letra a).
Vamos aos dados/resoluções:
A Resistência Elétrica, funciona de forma resumida como a oposição à passagem dos elétrons livres que acabam se encontrando pela rede cristalina e na associação em série, por exemplo, precisamos somar as resistências.
PS: Lembrando que a corrente elétrica é conhecida como o fluxo caótico de portadores de carga, projetando a razão de uma diferença de potencial.
Então se possuímos um grupo de 3000 prótons com 10^11 em cada (com uma carga de 1,6*10^-19 C em cada), então a carga total será:
Q = 3000 * 10^11 . 1,6 * 10^-19
Q = 4800 * 10^-8 C
Q = 4,8 * 10^-5 C
E como a distância percorrida por estes pacotes de 30km na velocidade da luz é de 3 * 10^8 m/s, então:
t = 3 * 10^4 / 3 * 10^8
t = 10^-4 s
Finalizando com a corrente elétrica, teremos:
I = 4,8 * 10^-5 / 10^-4
I = 4,8 * 10^-1 A
E dessa forma, a ordem de grandeza é de 10^0.
Para saber mais sobre o assunto:
https://brainly.com.br/tarefa/43602805
Espero ter ajudado nos estudos e bebam água :)
