Auto desenvolvimento aula 3
Por: fernandoaugust • 26/9/2015 • Trabalho acadêmico • 2.494 Palavras (10 Páginas) • 208 Visualizações
FACULDADE POLITÉCNICA DE MATÃO
Curso – Engenharia Mecânica
Disciplina – Física II
ATPS – ETAPAS 1, 2, 3 e 4
ÍNDICE
ETAPA 1 4
- Passo 1 4
- Passo 2 5
- Passo 3. 6
- Passo 4. 7
ETAPA 2 9
- Passo 1 9
- Passo 2 10
- Passo 3. 12
- Passo 4. 13
ETAPA 3 14
- Passo 1 14
- Passo 2 15
- Passo 3 17
- Passo 4 18
ETAPA 4 19
- Passo 1 19
- Passo 2 20
- Passo 3 21
- Passo 4 23
BIBLIOGRAFIA 24
ÍNDICE DE FÍGURAS
FIGURA 1 – Próton voando no interior do LHC 4
FIGURA 2 – Esquema de diagrama de forças que atuam sobre o próton. 4
FIGURA 3 – Diagrama do anel do LHC. 7
FIGURA 4 – Colisão entre os feixes de prótons P e os núcleos de chumbo Pb. 19
FIGURA 5 – Fragmentos atômicos gerados após colisão entre os feixes de prótons P e os núcleos de chumbo Pb. 21
ETAPA 1 - Aula-tema: LEIS DE NEWTON.
- Passo 1
Supor um próton que voa no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da FIGURA 1. Supondo ainda que nessa região, o único desvio da trajetória se deve à força gravitacional Fg e que esse desvio é corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicada ao próton. Nessas condições, desenhar no esquema os diagramas de forças que atuam sobre o próton.
[pic 2][pic 3]
[pic 4]
FIGURA 1 – Próton voando no interior do LHC.
[pic 5][pic 6]
[pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]
[pic 11][pic 12][pic 13][pic 14][pic 15]
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FIGURA 2 – Esquema de diagrama de forças que atuam sobre o próton.
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[pic 19]
- Passo 2
Supondo que seja aplicada uma força elétrica Fe = 1N sobre o feixe de prótons. Sabe-se que em média o feixe possui um número total n = 1x1015 prótons. Se essa força elétrica é responsável por acelerar todos os prótons, qual é a aceleração que cada próton adquire, sabendo-se que sua massa é mp = 1,67x10-24g. Desprezar a força gravitacional e a força magnética.
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[pic 21]
[pic 22]
[pic 23][pic 24]
- Passo 3
Se ao invés de prótons, fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa 207 vezes maior que a massa dos prótons. Determinar qual seria a força elétrica Fe necessária para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração.
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[pic 27][pic 28]
[pic 29]
- Passo 4
Considerar agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da FIGURA 3. Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determinar qual o valor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5N. Determinar a que fração da velocidade da luz corresponde esse valor de velocidade. Sabe-se que c = 3 x 108 m/s.
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FIGURA 3 – Diagrama do anel do LHC.
- Calculando a aceleração do feixe com Fm = 5N.
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- Calculando a velocidade do feixe quando Fm = 5N.
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[pic 42][pic 43]
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- Calculando a fração da velocidade do feixe de prótons em relação à velocidade de luz.
[pic 46]
O feixe de prótons com Fe = 5N, estará com uma velocidade igual a 2.650 vezes menor que a velocidade de luz.
ETAPA 2 - Aula-tema: FORÇAS ESPECIAIS.
- Passo 1
Supor que um cientista se esqueceu de fazer vácuo no tubo acelerador. Ele observa que os prótons acelerados a partir do repouso demoraram 20ms para atravessar uma distância de 10m. Determinar qual a força de atrito FA total que o ar que o cientista deixou no tubo aplica sobre os prótons do feixe, sabendo que a força elétrica Fe continua sendo aplicada sobre os mesmos.
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