Considerando uma força elétrica

Engenharia Mecânica – 3ª Série - Física II

Adriana Delgado

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Passo 3 (Equipe)

Considerando uma força elétrica

Fe

= 1,00 N (sobre os 1 x 10

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prótons do feixe), determinarqual é o trabalho realizado por essa força sobre cada próton do feixe, durante uma volta noanel acelerador, que possui 27 km de comprimento.

Passo 4 (Equipe)

Determinar qual é o trabalho

W

realizado pela força elétrica aceleradora

Fe

, para acelerarcada um dos prótons desde uma velocidade igual a 20% da velocidade da luz até 50% davelocidade

da

luz, considerando os valores clássicos de energia cinética, calculados no Passo1. Determinar também qual é a potência média total P dos geradores da força elétrica (sobretodos os prótons), se o sistema de geração leva 5

µ

s para acelerar o feixe de prótons de 20% a50% da velocidade da luz.Elaborar um texto, contendo os 4 passos, este deverá ser escrito obedecendo às regras deformatação descritas no item padronização e entregar ao professor responsável em uma datapreviamente definida.

ETAPA 4 (tempo para realização: 5 horas)



Aula-tema: Conservação do Momento Linear.

Essa etapa é importante para aprender a determinar o centro de massa de um sistemade partículas. Usar também os princípios de conservação da energia que ocorre a colisãoentre os dois feixes acelerados, uma série de fenômenos físicos altamente energéticos édesencadeada.Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

Passo 1 (Equipe)

Nesse e nos próximos passos, iremos trabalhar na condição em que os feixes possuemvelocidades de até 20% da velocidade da luz, para que possamos aplicar os cálculos clássicosde momento. Determinar a posição do centro de massa do sistema composto por um feixe deprótons (P) que irá colidir com um feixe de núcleos de chumbo (Pb), no interior do detectorATLAS, supondo que ambos os feixes se encontram concentrados nas extremidades opostasde entrada no detector, com uma separação de 46 m entre eles. O feixe de prótons possui1  10

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prótons, enquanto o de chumbo possui 3 x10

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núcleos. Lembrar-se de que a massade cada núcleo de chumbo vale 207 vezes a massa de um próton.

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Figura 5: Colisão entre um próton (P) e um núcleo de chumbo (Pb) que viajam em sentidos opostos nointerior do detector ATLAS, no LHC.

Passo 2 (Equipe)

Calcular o vetor momento linear total

p

de cada feixe, sendo as velocidades escalares

v

P

= 6,00 x 10

7

m/s e

v