Fisica.

Etapa 1

Passo 1(Equipe)

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 à força gravitacional Fg e que esse desvio é corrigido(ou equilibrado)a cada instante por uma força magnética Fm aplicada

Ao próton.Nessa condições,desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.

Fm Força Magnética

Fe Força Elétrica Fg Força Gravitacional

Suponha que seja aplicada uma força elétrica Fe 1,ooN sobre o feixe de prótons.

Passo 2(Equipe)

Supondo que seja aplicada uma força elétrica Fe = 1,00N sobre o feixe de prótons.

Sabe-se que em média o feixe possui um numero total n = 1x1015 prótons.Se essa

Força elétrica é reponsávl por acelerar todos os prótons,qual é a aceleração uqe cada próton adquire,sabendo-se que sua massa é mp = 1,67 10-24g.Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

F = m.a

1 = 1,67.10-24.a

a

= 1/1,67.10-24

a = 5,99.1023m/s

Passo 3(Equipe)

Se ao invés de prótons,fossem acelerados núcleos de chumbo.que possuem um 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.

F =

Mc = 207.1,67.10-24 = 3,4569.10-22

a = 5,99.1023m/s

F = 3,4569.10-22 .5,99.10-23

F = 2,07.10-44 N.

Passo 4(Equipe)

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

F =

C = 3,00 . 108 m/s

R= 4,3 km

Etapa 2

Passo1(Equipe)

Sabe-se no interior do tubo acelerador é feito vácuo,ou seja,retira-se quase todo o ar existente no tubo.Isso é feito para impedir que as partículas do feixe se choquem com as

Partículas.Supor que um cientista que se esqueceu de fazer vácuo no tubo acelerador.Ele observa que os prótons acelerados a partir do repouso demoraram 20 ųs para atravessar uma distância de 1 cm.Determinar qual é a força de atrito Fa total que o ar que o cientista deixou no tubo aplica sobre os ptótons deo feixe,sabendo que a força elétrica Fe(sobre todos os ( 1 x 1015 prótons)continua.

Etapa 1

Passo 1(Equipe)

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 à força gravitacional Fg e que esse desvio é corrigido(ou equilibrado)a cada instante por uma força magnética Fm aplicada

Ao próton.Nessa condições,desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.

Fm Força Magnética