Questão 4653
UERJ 2016
(Uerj 2016) 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, prótons que se deslocam com velocidades próximas à da luz no vácuo;
- a carga do próton é igual a e a velocidade da luz no vácuo é igual a
m/s.
Nessas condições, o feixe do CERN equivale a uma corrente elétrica, em ampères, da ordem de grandeza de:
Gabarito:
Resolução:
Para encontrarmos a corrente devemos encontrar a carga total e o tempo que leva para ela dar uma volta no anel.
A carga é encontrada fazendo .
E o intervalo de tempo é encontrado dividindo o comprimento do anel pela velocidade da luz:
.
Portanto, .
Como 4,8 > 3,16, aumentamos 1 no expoente da potência de 10.
Sendo assim, a ordem de grandeza da corrente é 100 A.