Questão 8

UNICAMP 2002

Física

(UNICAMP - 2003 - 2 fase - Questão 8)

Os átomos que constituem os sólidos estão ligados entre si por forças interatômicas. O trabalho necessário para arrancar um átomo de uma barra de ouro é de aproximadamente 3,75 eV. Atualmente é possível arrancar do metal um único átomo. Esse átomo desliga-se dos outros, quando é puxado a 4,0 x 10^-10 m acima da superfície da barra. Considere 1 eV =1,6 x 10^-19 J.

a) Calcule a força necessária para arrancar um único átomo de ouro da barra.

b) Uma secção transversal da barra de ouro tem aproximadamente 1,6 x 10¹⁵átomos/cm² . Calcule a força necessária para romper uma barra de ouro com área transversal de 2 cm² .

Gabarito:

Resolução:

a) Considerando F constante:

$au = Fd\3,75cdot 1,6cdot 10^{-19}=Fcdot 4cdot 10^{-10}\F=1,5cdot 10^{-9} N$

b) O número de átomos será:

$n=2cdot 1,6cdot 10^{15}=3,2cdot 10^{15}$

Assim, a força total será:

$F_{t}=nF=3,2cdot 10^{15}cdot 1,5cdot 10^{-9} =4,8cdot 10^6 N$

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