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Em um acelerador eletrostático linear, com comprimento igual a 6,0 m, prótons são acelerados a partir do repouso até uma velocidade final de 4,0 . 10^6 m/s. Qual é a diferença de potencial, em kV, na qual esse acelerador opera?

A) 8,5
B) 17
C) 34
D) 85
E) 170
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Desafios para Aprender

ano passado

Respostas

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Para determinar a diferença de potencial em um acelerador eletrostático linear, podemos utilizar a equação da energia cinética: \( \Delta V = \frac{1}{2} m v^2 / q \) Onde: \( \Delta V \) = diferença de potencial \( m \) = massa do próton \( v \) = velocidade final dos prótons \( q \) = carga do próton A massa do próton é aproximadamente \( 1,67 \times 10^{-27} \) kg e a carga do próton é \( 1,6 \times 10^{-19} \) C. Substituindo os valores na equação, temos: \( \Delta V = \frac{1}{2} \times 1,67 \times 10^{-27} \times (4,0 \times 10^6)^2 / 1,6 \times 10^{-19} \) Calculando o resultado, obtemos \( \Delta V \approx 34 \) V. Portanto, a diferença de potencial na qual esse acelerador opera é de 34 kV, correspondente à alternativa C.

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QUESTÃO 6 TÉCNICO(A) DE OPERAÇÃO - CEBRASPE - PETROBRAS 2023

A seguir, as figuras (A) e (B) são esboços de circuitos elétricos e seus componentes; a figura (C) é um esboço de uma carga elétrica puntiforme (Q < 0) no vácuo e no centro de duas circunferências equipotenciais de intensidades VA e VB; a figura (D) é um esboço do processo de pintura por pulverização eletrostática. Nesse processo, a pistola eletrostática tem um eletrodo que carrega eletricamente as partículas de tinta à medida que se atomizam. Essas partículas carregadas aderem à superfície da peça metálica, que está aterrada. Considerando as informações e as figuras precedentes, julgue os itens a seguir, referentes a noções de eletricidade e eletrônica, a eletrostática, a cargas em movimento e a eletromagnetismo. Supondo-se que os elementos que compõem os dois circuitos elétricos esboçados nas figuras (A) e (B) sejam idênticos, é correto afirmar que, quando ligadas as chaves dos dois circuitos, as quatro lâmpadas irradiarão a mesma quantidade de candelas.
Lembremos que a candela é a unidade de medida básica do Sistema Internacional de Unidades (SI) para a intensidade luminosa, e tem símbolo cd. Existe uma relação entre a potência de operação de uma lâmpada e sua intensidade luminosa, porém tal relação é específica de cada lâmpada, uma vez que a intensidade luminosa depende da eficiência da lâmpada (uma lâmpada incandescente de 60 W, por exemplo, produz uma intensidade luminosa muito menor que uma lâmpada LED de 60 W, já que o LED é muito mais eficiente). Porém, se pegarmos uma mesma lâmpada, maior será sua intensidade luminosa quanto maior for sua potência de operação. Tendo isso em mente, vamos analisar o problema em termos de potência.
Para os casos das figuras (A) e (B) vamos assumir que a tensão fornecida pela pilha é Vp, e que cada lâmpada possui uma resistência R. Consideraremos os fios e as chaves ideais (resistências nulas), pois isso não afeta nossa análise.
Caso (A): Temos duas lâmpadas iguais e em série, portanto temos um divisor de tensão de tal forma que cada lâmpada está submetida à metade da tensão Vp: VA = Vp/2. Na situação da figura (A), como cada lâmpada (de resistência R) está submetida a uma tensão Vp/2, cada lâmpada opera a uma potência: PA = (Vp/2)^2 * R = Vp^2 / 4R.
Caso (B): Neste caso cada lâmpada (de resistência R) está submetida à uma mesma tensão Vp, já que estão em paralelo com a fonte. Portanto cada lâmpada operará com a seguinte potência: PB = Vp^2 / R. Ou seja, as lâmpadas no caso da figura (B) operam a uma potência quatro vezes maior que no caso (A), logo a intensidade luminosa (quantidade de candelas emitidas) de cada lâmpada no caso (B) será muito maior que no caso (A).
AFIRMAÇÃO ERRADA

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