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Fisica II

Por:   •  21/4/2013  •  1.107 Palavras (5 Páginas)  •  320 Visualizações

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ETAPA 3

Aula tema: Trabalho e Energia.

Esta atividade é importante para que você aprenda como calcular a energia de um sistema de partículas e aplicar o teorema do trabalho e energia cinética a esse sistema. Além disso, você poderá comparar os resultados da mecânica clássica com a mecânica relativística. Espera-se que você perceba qual é o limite de validade da aproximação clássica da mecânica e quais são os fatores mais importantes para definir o limite de aplicação de um modelo.

PASSOS

Passo 1 – Determine quais seriam os valores de energia cinética Ec de cada próton de um

feixe acelerado no LHC, na situação em que os prótons viajam as velocidades: v1 = 6,00×107

m/s (20% da velocidade da luz), v2 = 1,50×108 m/s (50% da velocidade da luz) ou

v3 = 2,97×108 m/s (99% da velocidade da luz).

Atenção: Cuidado com os erros de arredondamento!

Dados:

v1 = 6,00×107 m/s (20% da velocidade da luz);

v2 = 1,50×108 m/s (50% da velocidade da luz);

v3 = 2,97×108 m/s (99% da velocidade da luz).

;

;

.

Passo 2 – Sabendo que para os valores de velocidade do Passo 1, o cálculo relativístico da energia cinética nos dá: Ec1 = 3,10×10-12 J, Ec2 = 2,32×10-11 J e Ec3 = 9,14×10-10 J, respectivamente;

determine qual é o erro percentual da aproximação clássica no cálculo da energia cinética em cada um dos três casos. O que você pode concluir?

Dados:

Ec1 = 3,10×10-12 J,

Ec2 = 2,32×10-11 J

Ec3 = 9,14×10-10 J

Passo 3 – Considerando uma força elétrica Fe = 1,00 N (sobre os 1×1015 prótons do feixe), na situação sem atrito, determine qual é o trabalho W realizado por essa força sobre cada próton do feixe, durante uma volta no anel acelerador, que possui 27 km de comprimento.

dados:

Fe = 1,00 N (sobre os 1×1015 prótons do feixe);

∆S = 27 km- 27000 m

W=?

portanto:

Passo 4 – Determine qual é o trabalho W realizado pela força elétrica aceleradora Fe, para acelerar cada um dos prótons desde uma velocidade igual a 20% da velocidade da luz até 50% da velocidade da luz, considerando os valores clássicos de energia cinética, calculados no Passo 1. Determine também qual é a potência média total P dos geradores da força elétrica (sobre todos os prótons), se o sistema de geração leva 5 μs para acelerar o feixe de prótons de 20% a 50% da velocidade da luz.

dados:

W = ?;

Δt = 5.10-6;

20% da velocidade da luz = 6.107 m/s2

50% da velocidade da luz = 1,5.108 m/s2

1) determinando o coeficiente das cargas:

2) Encontrando a Força Elétrica:

3) Determinando o Trabalho realizado:

4) Determinando a potência média:

ETAPA N° 4

Aula-tema: Momento Linear e Impulso.

Esta atividade é importante para que você aprenda a determinar o centro de massa de um sistema de partículas. Você deverá também usar os princípios de conservação da energia cinética e do momento linear

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