1 PASSO ATPS FISICA

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 3. Supondo 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 no próton. Nessas condições, desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.

Passo 2 : Supondo que seja aplicada uma força elétrica Fe = 1,00 N 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 mp = 1,67 10-24g. Desprezar a força magnética e a força gravitacional.

Resposta :

10-24 g = 10-27kg

1 = 1,67 x 10-27 x 1.1015 x A

A =

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 dos prótons.

Passo 4 : Considerar agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da figura 4. Assumindo que a força magnética Fm é a única força 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 Fm = 5,00 N. Determinar a que fração da velocidade da luz ( c = 3,00 x 108 m/s ) corresponde esse valor de velocidade