Carros

Figura 5: Colisão entre um próton (P) e um núcleo de chumbo (Pb) que viajam em sentidos opostos no

interior do detector ATLAS, no LHC.

Passo 2 (Equipe)

Calcular o vetor momento linear total p de cada feixe, sendo as velocidades escalares

vP = 6,00 x 107 m/s e vPb = 5,00 x 107 m/s e em seguida calcular o valor do momento linear

total P do sistema de partículas.

Passo 3 (Equipe)

Considerar agora que cada próton colide elasticamente apenas com um núcleo de chumbo,

sendo a velocidade de cada um deles dada no Passo 2. Nessa condição, um cientista

observou que após uma dessas colisões o núcleo de chumbo se dividiu em 3 fragmentos,

tendo o primeiro massa 107 vezes maior que a massa do próton e os outros dois massas

iguais, de valor 50 vezes maior que a massa do próton. Os dois fragmentos menores foram

observados em regiões diametralmente opostas no interior do detector ATLAS, cada um em

uma direção, formando um ângulo de 30 graus com a direção da reta de colisão, conforme

esquematizado na figura 6. Nessas condições, determinar quais são os módulos das

velocidades do próton, do fragmento maior e dos fragmentos menores de chumbo após a

colisão, sabendo que o módulo da velocidade dos fragmentos menores é igual ao dobro do

módulo da velocidade do fragmento maior.

Figura 6: Fragmentos atômicos gerados após a colisão entre um próton (P) e um núcleo de chumbo

(Pb) no interior do detector ATLAS, no LHC. As setas em vermelho indicam a direção e o sentido dos

vetores velocidade de cada um dos fragmentos após a colisão.

Passo 4 (Equipe)

Sabendo que a detecção dos fragmentos é realizada no momento em que cada um deles

atravessa as paredes do detector e considerando a colisão descrita no Passo 3, determinar

qual é o impulso transferido à parede do detector ATLAS pelo próton JP e pelo fragmento

maior de chumbo JPb107 , após a colisão. Considerar que após atravessar a parede a velocidade

do próton P se tornou 10 vezes menor que e a calculada no Passo 3, enquanto a velocidade

final do fragmento de chumbo Pb107 (após atravessar a parede do detector) se tornou 50

Engenharia de Controle e Automação - 3ª Série - Física II

Adriana Delgado

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