Questão 9

UNICAMP 2013

Física

(UNICAMP - 2013 - 2 fase - Questão 9)

Em 2012 foi comemorado o centenário da descoberta dos raios cósmicos, que são partículas provenientes do espaço.

a) Os neutrinos são partículas que atingem a Terra, provenientes em sua maioria do Sol. Sabendo-se que a distância do Sol à Terra é igual a 1,5 × 10¹¹ m, e considerando a velocidade dos neutrinos igual a 3,0 ×10⁸ m/s, calcule o tempo de viagem de um neutrino solar até a Terra.

b) As partículas ionizam o ar e um instrumento usado para medir esta ionização é o eletroscópio. Ele consiste em duas hastes metálicas que se repelem quando carregadas. De forma simplificada, as hastes podem ser tratadas como dois pêndulos simples de mesma massa m e mesma carga q localizadas nas suas extremidades. O módulo da força elétrica entre as cargas é dado por $F_e = k frac{q^2}{d^2}$ , sendo $mathrm{k = 9 imes 10 ^9 N , m ^2 / C ^2}$ . Para a situação ilustrada na figura abaixo, qual é a carga q, se m = 0,004 g?

Gabarito:

Resolução:

a) A velocidade é constante, portanto:

$v=frac{Delta S}{Delta t} Rightarrow Delta t = frac{Delta S}{v} = frac{1,5cdot 10^{11}}{3,0cdot 10^8} = 0,5cdot 10^3=5,0cdot 10^2 s$

b) Da figura exposta, no equilibrio temos:

$tg 45 = frac{F_e}{P} Rightarrow 1 = frac{F_e}{P} herefore P = F_e$

Assim,

$P = F_e \ frac{kq^2}{d^2}=mg\ frac{9cdot 10^9q^2}{(3cdot 10^{-2})^2}=0,004cdot 10^{-3}cdot 10\q^2=4,0cdot 10^{-18}\|q|=2,0cdot 10^{-9}C$

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