Questão 11

(UNICAMP - 2009 - 2 FASE - Questão 11)

O fato de os núcleos atômicos serem formados por prótons e nêutrons suscita a questão da coesão nuclear, uma vez que os prótons, que têm carga positiva 1, se repelem através da força eletrostática. Em 1935, H. Yukawa propôs uma teoria para a força nuclear forte, que age a curtas distâncias e mantém os núcleos coesos.

a) Considere que o módulo da força nuclear forte entre dois prótons é igual a vinte vezes o módulo da força eletrostática entre eles  , ou seja, . O módulo da força eletrostática entre dois prótons separados por uma distância d é dado por , onde . Obtenha o módulo da força nuclear forte entre os dois prótons, quando separados por uma distância , que é uma distância típica entre prótons no núcleo.

b) As forças nucleares são muito maiores que as forças que aceleram as partículas em grandes aceleradores como o LHC. Num primeiro estágio de acelerador, partículas carregadas deslocam-se sob a ação de um campo elétrico aplicado na direção do movimento. Sabendo que um campo elétrico de módulo  age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton.