Enunciado

Um acelerador linear com uma diferença de tensão de 800kV produz um feixe de prótons com uma corrente de 1mA. Calcule (a) o número de prótons que atingem o alvo por segundo, (b) a potência necessária para acelerar os prótons, (c) a velocidade dos prótons quando atingem o alvo. (d) Dado que os prótons perdem 80% de sua energia no alvo, calcule a taxa, expressa em cal/s, na qual a energia na forma de calor deve ser removida do alvo.

Passo 1

E ai gente, beleza?

Vem comigo fazer essa questão aqui!

Letra a:

A corrente é:

I = Q t → I = Z e t

I = z e                           ( 1 )

Onde,

Z = número de prótons

Z = número de prótons por segundo

De (1), z = 1 e :

z = 1 × 10 - 3 1.6021 × 10 - 19   → z = 6.2418 × 10 15 p r ó t o n s / s

Passo 2

Letra b:

A potência é relacionada por:

P = V I → P = 800 × 10 3 × 1 × 10 - 3 watts

P = 800  watts

Passo 3

Letra c:

1 2 m p v 2 = e V → v = 2 e V m P

v = 2 × 1,6021 × 10 - 19 × 800 × 10 3 1.6725 × 10 - 27 m s → v = 1.2380 × 10 7 m s - 1

Resposta

  1. z = 6.2418 × 10 15 p r ó t o n s / s
  2. P = 800  watts
  3. v = 1.2380 × 10 7 m s - 1
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