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 =1,6×10⁻¹⁹ 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 N F é igual a vinte vezes o módulo da
força eletrostática entre eles F_e , ou seja, Fn = 20F_e . O módulo da força eletrostática entre dois prótons
separados por uma distância d é dado poronde K = 9,0×109 Nm² /C² . Obtenha o módulo da
força nuclear forte N F entre os dois prótons, quando separados por uma distância d =1,6×10^-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 = 2,0×10⁶ N/C age sobre um próton num acelerador, calcule a força eletrostática que atua no próton.