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Questão 3837

UERJ 2000
Física

(Uerj 2000) Prótons e nêutrons são constituídos de partículas chamadas quarks: os quarks u e d. O próton é formado de 2 quarks do tipo u e 1 quark do tipo d, enquanto o nêutron é formado de 2 quarks do tipo d e 1 do tipo u.
Se a carga elétrica do próton é igual a 1 unidade de carga e a do nêutron igual a zero, as cargas de u e d valem, respectivamente:

A

2/3 e 1/3

B

-2/3 e 1/3

C

-2/3 e -1/3

D

2/3 e -1/3

Gabarito:

2/3 e -1/3



Resolução:

Temos que:

Próton: 2 quarks u + 1 quark d = 1 unidade de carga 

Nêutron: 1 quark u + 2 quarks d = 0 unidade de carga

Com esses dados podemos montar o seguinte sistema:

left{egin{matrix}2u+1d=1 \ 1u+2d=0 end{matrix} ight.

Da primeira equação: d=1-2u

Substituindo na segunda:

egin{aligned} u+2(1-2u)=0 \ u+2-4u=0\ 2=3u\ oxed{u=frac{2}{3}} end{aligned}

Substituindo o valor de u na segunda equação:

egin{aligned} frac{2}{3}+2d=0 \ 2d=-frac{2}{3}\ oxed{d=-frac{1}{3}} end{aligned}

 

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