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 q = 1,6 x 10⁻¹⁹ C, 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,
= 20
. O módulo da força eletrostática entre dois prótons separados por uma distância d é dado por
= K(q²/d²), onde K = 9,0 x 10⁹ Nm²/C². Obtenha o módulo da força nuclear forte
entre os dois prótons, quando separados por uma distância d = 1,6 x 10⁻¹⁵ m, 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 E = 2,0 x 10⁶ N/C age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton.