ATPS: Engenharia de Controle Automação

Faculdade Anhanguera Educacional Sorocaba – SP

Engenharia de Controle Automação

FISICA II

(ATPS) franco-suíça, próximo a Genebra, Suíça.

Um dos principais objetivos do LHC é tentar explicar a origem da massa das partículas elementares e encontrar outras dimensões do espaço, entre outras coisas. Uma dessas experiências envolve a partícula bóson de Higgs. Caso a teoria dos campos de Higgs estiver correta, ela será descoberta pelo LHC. Procura-se também a existência da supersimetria. Experiências que investigam a massa e a fraqueza da gravidade serão um equipamento toroidal do LHC e do Solenoide de Múon Compacto (CMS). Elas irão envolver aproximadamente 2 mil físicos de 35 países e dois laboratórios autónomos — o JINR (Joint Institute for Nuclear Research) e o CERN.

Com base nessas informações podemos desenvolver nossos conhecimentos de Física para estudar o movimento de alguns feixes de partículas do acelerador LHC.

Etapa 1

Fm= Força Magnética

Passo 1: Nessas condições, desenhe no esquema o diagrama das força que atuam sobre o próton.

P

Fe= Força Elétrica

Fg= Força Gravitacional

Passo 2: Suponha que seja aplicada uma Força Elétrica Fe= 1,00 N sobre o feixe de prótons.

FE = 1N

N = 1,10 PROTONS

MP = 1,67 x (–10 g) = 1,67 x 10 kg

(N) = mx a

1 = 1,67x 10x 1,10 a

1 =1,67x 10 a

A= 1/ 1,67x10

0,599x10= a

A = 5,99 x 10 m/s

Passo 3: Se ao invés de prótons, fosse 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.

R = m.a

FE = 207 x 1,67 x 10 x 10 x 5,99 x 10

- 1 N

FE = 2070,68 x 10

2 N

FE = 2070,68 = 207,068 n = 2,07068 x 10

Passo 4

r = 4,3 km

F centrípeta= V_2r

FM = 5 N

R = m. a

FCP =m. Acp

FCP = MV 2 R

5 = 1,67 x 10 x 10 x V2 x 4300

5 x 2 x 4300 = V

1

1,67 x 10

V = 25.748,5 x 10

V = 25748,5 x 10

V = 160,46 x 10 m/s

V = 1,6046 x 10 m/s

Leis de Newton:

1.conceito e força, equilíbrio de pontos materiais e dinâmicas de pontos materiais.

Na Etapa 1 mostramos um próton que voa acelerado pela força elétrica Fe no interior do LI-IC, numa região do anel em que pode ser aproximado de um tubo retilíneo, onde nessa região o único desvio de trajetória é a força gravitacional (Fg), e equilibrada a cada instante por uma força magnética (Fm) aplicada ao próton.

Etapa 2

Passo 1

Determine qual é a força de atrito FA total que o ar que o cientista deixouno 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 x 10 s

S = 10 m

S = So + Vt + At

2

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

2

20 = a 400 x 10

2 x 10 = a

40

a = 0,05 x 10 = 5x10 m/s

Fe = 1 n

N = 10 p FA 0 FE

Fr = m x a

Fe-Fa = 1,67 x 10 x 10 x 5 x 10

1 – FA = 8,35 x 10 = 8,35 = 0,0835

100

1 – 0,0835 = FA

FA = 0,92 n

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.

FA = 0,92/3 = 0,31 n

R = m x a

Fe - Fa = 1,67. 10. 10. a´ 1- 0,31 = 1,67 . 10. a´

0,69 = 1,67. 10. a´ = 0,69 . 10 = 0,41. 10 = 4,1. 10 m/s

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 ETAPA1). 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.

R = m x a Fa 2 0 Fe

Fe= 1n

1= F´e - F´a

1= F´e - 0,31

F´e = 1,31 n

Passo