Leis de Newton

SUMÁRIO

SUMÁRIO 2

INTRODUÇÃO 3

ETAPA 1 – PASSO 2 6

ETAPA 1 – PASSO 3 6

ETAPA 1 – PASSO 4 7

ETAPA 2 – PASSO 1 8

ETAPA 2 – PASSO 2 10

ETAPA 2 – PASSO 3 11

ETAPA 2 – PASSO 4 11

CONCLUSÃO 12

BIBLIOGRAFIA 13

INTRODUÇÃO

Neste trabalho, além de aprendermos a trabalhar em grupo, assumimos a responsabilidade e o compromisso da entrega do mesmo na data estipulada buscará aplicar e ampliar os conhecimentos matemáticos, científicos, tecnológicos e instrumentais à Engenharia e tentaremos entender como está relacionado o conceito das Leis de Newton, Forças Especiais tais como, força gravitacional e força de atrito no nosso cotidiano.

CAPÍTULO I

Leis de Newton:

1. Conceito e força, equilíbrio de pontos materiais e dinâmicas de pontos materiais.

Na Etapa 1 mostramos um próton que voa acelerado pela força elétrica (Fe no interior do LI-IC, numa região do anel em que pode ser aproximado de um tubo retilíneo, onde nessa região o único desvio de trajetória é a força gravitacional (Fg), e equilibrada a cada instante por uma força magnética (Fm) aplicada ao próton.

1.1. Passo 1

Suponha um próton que voa acelerado, pela força elétrica Fe, no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da figura 3. Suponha ainda que nessa região o único desvio da trajetória se deve a força gravitacional Fg, e que esse desvio é corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicada ao próton. Nessas condições, desenhe no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.

1.1.1. Passo 2

Suponha que seja aplicada uma força elétrica Fe 1,00 N sobre o feixe de prótons.

Fe = 1N

n = 1.1015

mp = 1,67.10-24g ou 1,67.10-27Kg

Fe = m.a

1 = 1,67.10-27 . 1.1015 .a

1 = 1,67.10-12 a

a = 1__

1,67.10-12

a = 0,598802395.10-12

a = 5,98.10-13 m/s

1.2. Passo 3

1.2.1. Se ao invés de prótons, fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa 207 vezes maior que a massa dos prótons, determine qual seria a força elétrica Fe necessária, para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração dos prótons.

Fe = m.a

Fe = 207.m.a

Fe = 207.1,67.10-27 . 1.1015 .5,98.10-13

Fe = 2,067.10-22 N

1.2.2. Passo 4

Considere agora toda a circunferência do acelerador, r=4,3km. Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determine qual o valor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N. Determine a que fração da velocidade da luz (c = 3,00 x 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.

Fm = Fcp

Fcp = 5,00N

m = 1,67.10-24g ou 1,67.1027Kg

R = 4,3 km ou 4,300 m

V = ?

μ = 3,00.108

acp = V2

R

Fcp = m.ac

Fcp = m. V2

R

V2 = Fcp.R

m

V2 = 5.4,3.103

1,67.10-27

V2 = 21,5.103

1,67.10-27

V2 = 1,28.10-23

V = √1,28.10-23

V = 1,13.10-23 m/s

Observe a dimensão do cientista comparada à dimensão do detector, que possui 46m de comprimento, 25m de altura, 25m de largura e um peso de 7000 toneladas. O detector ATLAS é o maior detector volumétrico de partículas já construído. Fonte: (vivera ciencia.wordpress.com)

O maior acelerador do mundo

O Grande Colísor de Hádrons (em inglês: Large Hadron Collider – LHC) no CERN (Organização Européia para Pesquisas Nuclear), é o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo. Ele está situado em Genebra, cortando a fronteira entre a Suíça e a França: dois feixes de prótons colidiram a 7 trilhões de elétrons – volt no grande Colisór de Hádrons conforme anunciado por cientistas após a quebra de recorde de mais energia atingida por uma máquina do tipo.

O acontecimento marca uma nova era de pesquisas para os físicos que a partir da experiência puderam estudar melhor fenômenos e partículas até então hipotéticos.

[ ... O Grande Colisor de Hádrons (em inglês: Large Hadron Collider – LHC) no CERN (Organização Européia para Pesquisas Nuclear). (http://fotos.portalcab.comcab.com Fotos de dentro do LHC))...]

CAPÍTULO