PUC-SP 2010 (inverno) — questão 17 de Física

Gabarito DFísica moderna — o elétron-volt como unidade de energiaVestibular de Inverno · Prova objetiva
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 17 de Física do PUC-SP 2010 (inverno)

Enunciado em texto

"Acelerador de partículas cria explosão inédita e consegue simular o Big Bang

GENEBRA - O Grande Colisor de Hádrons (LHC) bateu um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador de partículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de prótons a 7 tera-elétron-volts, criando uma explosão que os cientistas estão chamando de um 'Big Bang em miniatura'".

A unidade elétron-volt, citada na matéria de O Globo, refere-se à unidade de medida da grandeza física:

[Foto: um pesquisador aponta para monitores na sala de controle do acelerador de partículas. Legenda: “Pesquisador na sala de controle do acelerador de partículas. Foto: AFP”.]

http://oglobo.globo.com/ciencia/mat/2010/03/30/acelerador-de-particulas-cria-explosao-inedita-consegue-simular-big-bang-916211149.asp - Publicada em 30/03/2010. Consultada em 05/04/2010

(A) corrente

(B) tensão

(C) potência

(D) energia

(E) carga elétrica

(Enunciado e figura: Vestibular PUC-SP 2010 (Inverno) — PUC-SP.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).

Resolução comentada

O que a questão pede: que grandeza o elétron-volt (eV) mede.

Passo 1 — a definição. Um elétron-volt é a energia que um elétron ganha (ou perde) ao atravessar uma diferença de potencial de 1 volt. Como o trabalho da força elétrica é W=q UW = q\,U:

1 eV=1,6×10−19 C×1 V1\ \text{eV} = 1{,}6 \times 10^{-19}\ \text{C} \times 1\ \text{V}

1 eV=1,6×10−19 J1\ \text{eV} = 1{,}6 \times 10^{-19}\ \text{J}

Coulomb vezes volt dá joule: é unidade de energia.

Passo 2 — na notícia. “7 tera-elétron-volts” (7×10127 \times 10^{12} eV) é a energia de cada feixe de prótons. Parece muito, mas em joules é cerca de 1,1×10−61{,}1 \times 10^{-6} J por próton; o impressionante é concentrar isso numa única partícula.

⚠️ A armadilha: ver “volt” no nome e marcar tensão (alternativa B). O “elétron” na frente multiplica a tensão por uma carga, e carga vezes tensão é energia.

A ideia em uma frase: elétron-volt é carga do elétron vezes 1 volt: uma unidade pequenininha de energia, usada na física de partículas e atômica.

Resposta: alternativa D (energia).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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