Acelerador Linear

Jorge Roberto Pimentel+ ([e-mail])

Vitor Hélio Zumpano+

Paulo Yamamura++

+Departamento de Física – IGCE - UNESP - Campus de Rio Claro

++FATEC-SP

1. Introdução

Um acelerador magnético linear é um dispositivo que provoca uma

reação magnética em cadeia para aumentar a energia cinética final de um

projétil. Tais dispositivos são também denominados como “espingardas de

Gauss” (Gauss rifle) ou “estilingues magnéticos”, em função do efeito final que

produzem.

2. Construção

A figura 8.1 mostra a montagem que desenvolvemos utilizando

quatro imãs, distantes 7 cm entre si. Os imãs foram fixados com massa epoxi

num perfil de alumínio de 40 cm de comprimento, em formato de “L” com 1” de

largura (aproximadamente 2,5 cm).

O perfil foi mantido na posição de “V”, de modo a se ter uma

“canaleta” que funciona como guia dos projéteis, usando-se uma base retangular

de papelão, presa com massa epóxi. Como projéteis foram empregadas esferas

de aço com diâmetro de 7/16” (aproximadamente 1,1 cm).

Fig 8.1 - Acelerador magnético construído usando-se quatro imãs NIB

3. Disparo do “estilingue”

2

Inicialmente, deve-se “armar o estilingue” colocando-se oito esferas. Elas

devem ser dispostas aos pares, dentro da “canaleta” de modo que cada par fique

“grudado” num dos imãs. Na figura 2, os pares de esferas foram dispostos do

lado esquerdo dos imãs.

Para “disparar o estilingue” deve-se colocar uma outra esfera na canaleta

(“esfera gatilho”), empurrá-la com o dedo e deixar que colida diretamente com

o primeiro imã. Na seqüência ocorrerá uma reação em cadeia cujo efeito final

será surpreendente: a última esfera da montagem (“esfera projétil”) será

lançada com energia muito maior do que a “esfera gatilho” e percorrerá uma

grande distância antes de parar.

4. Como ocorre o aumento da energia da “esfera projétil”

A energia envolvida no acelerador é proveniente de uma combinação

entre a energia cinética da “esfera gatilho” e a energia magnética existente nos

potentes imãs utilizados. Uma maneira simplificada de entender como se dá o

processo (supondo que o sistema seja conservativo e que os imãs sejam

idênticos, isto é, tenham o mesmo tamanho e a mesma magnetização) é a

seguinte.

Quando a “esfera gatilho” é lançada, à medida que se aproxima do

primeiro imã é atraída e acaba por colidir com ele, tendo um certo valor de

energia cinética.

Essa energia cinética é transferida para o imã, dele para a primeira esfera

que o está tocando e daí para a segunda esfera que toca a primeira. É

importante observar que esta segunda esfera está um diâmetro

(aproximadamente 1,1 cm) distante do imã e mais fracamente ligada à ele