Fisica II ATPS

Nesta ATPS iremos desenvolver cálculos usando como princípios e formulas as leis de Newton.

Passo 1

Suponha um próton que voa acelerado, pela força elétrica Fe, no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da figura 3. Suponha 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 ao próton. Nessas condições, desenhe 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 = 〖1x10〗^15 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〗^(-24) g. Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

Fe = 1,00 N

mp = 1,67 JJ10-24 g

n = 1x1015

Primeiro Iremos converter mp que estão em g para kg.

mp=〖1,67x10〗^(-24) x0,001

mp=〖1,67x10〗^(-27) kg

Agora iremos calcular a massa do feixe de prótons

mp=〖1,67x10〗^(-27) x1x〖10〗^15

mp=〖1,67x10〗^(-12) kg

Agora iremos calcular a aceleração dos prótons.

m=Fe/(a⃗)

a⃗=Fe/m

a⃗=1/〖1,67x10〗^(-12)

a⃗=〖5,9880x10〗^11 m\s

Passo 3 (Equipe)

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.

Primeiramente iremos calcular a massa do chumbo

Mc=Massa do Chumbo

Fe=Força elétrica

Mc=〖207x1,67x10〗^(-12)

Mc=〖3,4569x10〗^(-10)

Agora iremos calcular a aceleração: