Para que um próton consiga penetrar no núcleo de um átomo de ouro, ele deverá ter energia cinética mínima próxima de Ec= 8x10-^2j. Essa energia é fornecida por aceleradores de partículas que aplicam uma Uab. Qual o valor dessa ddp?
Soluções para a tarefa
Essa diferença de potencial equivale a V = 5,0 x 10¹⁷ J/C.
Explicação:
O princípio geral da conservação de energia diz que a energia total de um sistema isolado é sempre constante. Quando mencionamos a palavra isolado, estamos querendo dizer que o sistema não interage com outros sistemas, pois interações entre sistemas costumam ser efetuadas por meio de troca de energia entre eles.
A energia mecânica de um sistema no qual agem somente forças conservativas (forças que não modificam a energia mecânica do sistema) não se altera com o passar do tempo. Nesse caso, podemos dizer que a soma das energias cinética e potencial é constante seja qual for o intervalo de tempo.
Sendo assim, matematicamente, temos:
E = Ec₁ + Ep₁ = Ec₂ + Ep₂ = constante
Em que:
E ⟹ energia mecânica ;
Ec ⟹ energia cinética ;
Ep ⟹ energia potencial.
Para calcular essa diferença de potencial, basta aplicar o princípio de conservação da energia mecânica. Portanto:
Ec₁ + U₁ = Ec₂ + U₂
0 + U₁ = Ec₂ + 0
Ec₂ = U₁
Sabendo que a energia potencial U é equivalente a uma carga teste q multiplicado por uma diferença de potencial V, ou seja, U = q.V, logo:
Ec₂ = q.V
Também conhecemos o q = Carga elementar (e) e possui o valor de e = 1,6 x 10⁻¹⁹ C. Sendo assim:
Ec₂ = e.V
(8 x 10⁻² J) = (1,6 x 10⁻¹⁹ C)V
V = (8,0 x 10⁻² J)/(1,6 x 10⁻¹⁹ C)
V = 5,0 x 10¹⁷ J/C.