Questão de Física — Dinâmica — UECE-CEV 2025

Dispositivos de aceleração linear (linacs) aumentam a energia cinética de partículas carregadas, fazendo-as atravessar sucessivos “gaps” onde existe uma diferença de potencial elétrica. Em cada gap, uma partícula de carga q recebe um acréscimo em sua energia elétrica de qΔVk, onde ΔVk é a diferença de potencial entre as placas do k-ésimo gap. Sendo assim, considere uma partícula de massa m e carga q, inicialmente em repouso, que atravessa N gaps idênticos em um linac. Além disso, suponha que os gaps foram projetados de modo que as diferenças de potencial ΔVk tenham um ajuste geométrico, ou seja, ΔVk = ΔVr k−1 para k = 1, 2, …, N, com r > 0. Nessa última relação, ΔV representa um acréscimo constante no potencial. Ademais, medindo-se a velocidade da partícula imediatamente após o N-ésimo gap, obtém-se U. Com base nesses dados, a razão carga/massa q/m da partícula vale

1. AU²/(2NΔV).
2. BU²(r ‒ 1)/[2ΔV(r N − 1)].
3. CU²/[2ΔV(rN
4. DU²(r ‒ 1)/(2NΔV).