EXERC CIO DE F SICA

EXERCÍCIO DE FÍSICA

75P. Um capacitor & inicialmente descarregado é plenamente carregado por um dispositivo de fem constante ℰ em série com um resistor R.

(a) Mostre que a energia final armazenada no capacitor é metade da energia fornecida pelo dispositivo de fem.

A energia potencial de um capacitor quando ele está descarregado é igual a zero, assim temos,
∆U = U(Q – q) = U(Q-0) = UQ = W A variação de energia potencial é igual ao trabalho, e sabemos que, W = Q2/2C e Q = CV Assim, ∆U = Q2/2C = (CV)2/2C = CV2/2 O que é igual a metade da energia fornecida pelo dispositivo fem.

(b) Por integração direta de i2R sobre o tempo da carga, mostre que a energia térmica dissipada pelo resistor é também metade da energia fornecida pelo dispositivo de fem.

Sabemos que i(t) = dq/dt = (εe–t/RC)))/R, então

⌠i2R dt = ⌠( (εe–t/RC)))/R)2 R dt = ε2/R⌠ e–2t/RC dt = Cε2/2

A integração é feita de ∞ a 0.

Questão 4: Aceleradores de partículas - Aplicação

PRODUÇÃO DE RADIOFÁRMACOS

Radiofármacos são medicamentos, como qualquer outro remédio, mas como são marcados com material radioativo, exercem a função de diagnosticar tumores. São produzidos em reatores nucleares, geradores e aceleradores de partículas.

“Os processos tumorais são ávidos por energia porque têm uma revolução celular muito rápida. Por isso os processos tumorais, às vezes, crescem tão rápido e são tão deletérios. Quando o paciente toma uma glicose marcada com flúor ela se concentra no local onde está sendo gasta energia, onde o organismo está precisando de energia, ou seja, onde há uma concentração muito forte nas células tumorais. Isso permite se consiga detectar processos cancerígenos bem no início.” (CNEN, 2006)

Esses radiofármacos podem ser produzidos em reatores nucleares ou em ciclotrão. O ciclotrão é um equipamento em que um feixe de partículas sofre a ação de um campo elétrico e magnético, onde é possível acelerar essas partículas elementares a energia muito elevada. “Estas partículas