A lei da gravidade universal

ETAPA II

Forças Especiais: força gravitacional e força de atrito

Lei da Gravitação Universal

2.1. Aula-tema: Forças Especiais: força gravitacional e força de atrito.

2.1.1. Passo 1

Determine qual é 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 (sobre todos os 1 x 1015 prótons) continua tendo valor de 1,00 N.

Passo:1

T = 20 ns= 20 . 10 s

S = 10 m

S = So + VT + aT

2

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

2

20 = a 400 . 10

2 . 10 = a

40

a = 0,05 . 10 = 5.10 m/s

10

Fe = 1 n

N = 10 p FA 0 FE

Fr = m . a

Fe -FA = 1,67 . 10 . 10 . 5 . 10

1 – FA = 8,35 . 10 = 8,35 = 0,0835

100

1 – 0,0835 = FA

FA = 0,92 n

2.1.2. 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.

Passo:2

FA = 0,92 = 0,31 n

3

R = m . a

Fe - Fa = 1,67 . 10 . 10 . a´

1 - 0,31 = 1,67 . 10 . a´

0,69 = 1,67 . 10. a´

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

1,67

2.1.3. 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.

Passo:3