ATPS: física 2

Etapa 2

Passo 1

Determine qual é a força de atrito FA total quno tubo aplica sobre os prótons do feixe, sabendo que a força elétrica Fe (sobre todos os 1 x 1015 prótons) continua tendo valor de 1,00 N.

Passo: 1

T = 20 ns = 20 x 10 s

S = 10 m

S = So + Vt + At

2

10 = 0 + 0T + At (20. 10)

2

20 = a 400 x 10

2 x 10 = a

40

a = 0,05 x 10 = 5x10 m/s

Fe = 1 n

N = 10 p FA 0 FE

Fr = m x a

Fe-Fa = 1,67 x 10 x 10 x 5 x 10

1 – FA = 8,35 x 10 = 8,35 = 0,0835

100

1 – 0,0835 = FA

FA = 0,92 n

Passo 2

Quando percebe o erro, o cientista liga as bombas para fazer vácuo. Com isso ele consegue garantir que a força de atrito FA seja reduzida para um terço do valor inicial. Nesse caso, determine qual é a leitura de aceleração que o cientista vê em seu equipamento de medição.

FA = 0,92/3 = 0,31 n

R = m x a

Fe - Fa = 1,67. 10. 10. a´ 1- 0,31 = 1,67 . 10. a´

0,69 = 1,67. 10. a´ = 0,69 . 10 = 0,41. 10 = 4,1. 10 m/s

Passo 3

Para compensar seu erro, o cientista aumenta o valor da força elétrica Fe aplicada sobre os prótons, garantindo que eles tenham um valor de aceleração igual ao caso sem atrito (passo 2 da ETAPA

1). Sabendo que ele ainda está na condição em que a força de atrito FA vale um terço do atrito inicial, determine qual é a força elétrica Fe que o cientista precisou aplicar aos prótons do feixe.

R = m x a Fa 2 0 Fe

Fe= 1n

1= F´e - F´a

1= F´e - 0,31

F´e = 1,31 n

Passo 4

Adotando o valor encontrado no passo 3, determine qual é a razão entre a força Fe imposta pelo cientista aos prótons do feixe e a força gravitacional Fg, imposta pelo campo gravitacional da Terra aos mesmos prótons. Comente o resultado.

Fe 1,31= 1,31

Fg 10 x 1,67 x 10 x 9,8 = 16,37. 10

= 0,08 x 10 = 8 x 10

R = m x a

Fg = mg = m x 9,8

A FORÇA ELÉTRICA É MUITO MAIOR QUE A MASSA, CONSIDERAÇÕES FINAIS.

Com dimensões gigantescas e temperaturas extremas, operar o LHC é um desafio para físicos e engenheiros. Para que as partículas circulem através do anel obtendo a energia