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Física universitaria volumen 3

Problemas Adicionales

Física universitaria volumen 3Problemas Adicionales

Problemas Adicionales

70.

Los resultados experimentales sugieren que un muon decae en un electrón y un fotón. ¿Cómo es posible?

71.

A cada una de las siguientes reacciones le falta una sola partícula. Identifique la partícula que falta en cada reacción.

(a)p+pn+? (b)p+pp+Λ0+? (c)π+pΣ+? (d)K+nΛ0+? (e)τ+e++νe+? (f)νe+pn+? (a)p+pn+? (b)p+pp+Λ0+? (c)π+pΣ+? (d)K+nΛ0+? (e)τ+e++νe+? (f)νe+pn+?

72.

Debido a la pérdida de energía debida a la radiación de sincrotrón en el LHC del CERN, solo se añaden 5,00 MeV a la energía de cada protón durante cada revolución alrededor del anillo principal. ¿Cuántas revoluciones son necesarias para producir protones de 7,00 TeV (7.000 GeV), si se inyectan con una energía inicial de 8,00 GeV?

73.

Un protón y un antiprotón colisionan frontalmente, teniendo cada uno una energía cinética de 7,00 TeV (como en el LHC del CERN). ¿De cuánta energía de colisión se dispone, teniendo en cuenta la aniquilación de las dos masas? (Observe que esto no es significativamente mayor que la energía cinética extremadamente relativista).

74.

Cuando un electrón y un positrón colisionan en la instalación SLAC, cada uno de ellos tiene energías cinéticas de 50,0 GeV. ¿Cuál es la energía total de colisión disponible, teniendo en cuenta la energía de aniquilación? Observe que la energía de aniquilación es insignificante, porque los electrones son altamente relativistas.

75.

El núcleo de una estrella colapsa durante una supernova, formando una estrella de neutrones. El momento angular del núcleo se conserva, por lo que la estrella de neutrones gira rápidamente. Si el radio inicial del núcleo es 5,0×105km5,0×105km y colapsa a 10,0 km, calcule la velocidad angular de la estrella de neutrones en revoluciones por segundo, dado que la velocidad angular del núcleo era originalmente de 1 revolución por 30,0 días.

76.

Utilizando la solución del problema anterior, calcule el aumento de la energía cinética rotacional, dado que la masa del núcleo es 1,3 veces la de nuestro Sol. ¿De dónde procede este aumento de la energía cinética?

77.

(a) ¿Qué constante de Hubble corresponde a una edad aproximada del universo de 10101010 años? Para obtener un valor aproximado, supongamos que la tasa de expansión es constante y calculemos la velocidad a la que deben alejarse dos galaxias para estar separadas por 1 Mly (mega año luz) (separación media actual de las galaxias) en un tiempo de 10101010 años. (b) De forma similar, ¿qué constante de Hubble corresponde a un universo de aproximadamente 2×10102×1010 años?

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