Atps fisica II

ETAPA 01

Passo1:

Diagrama das forças que atuam no próton:

[pic 1]Passo2:

Cálculo da massa total do feixe de prótons:

Mt: Massa total

Mt= 1,67x 10-24 x 1x 1015

Mt= 1,67x 10-9g = 1,67-12Kg

Cálculo da aceleração de cada próton:

1,00= 1,67x 10-12x a

a= 1,00/1,67x 10-12 

a= 59,89x 1012 m/s²

a= 5,99x 10¹³ m/s²

Passo3:

Cálculo da massa total do feixe de núcleos de chumbo:

Mtchumbo : Massa total dos núcleos de chumbo

Mtchumbo = 1,67x 10-12x 207

Mtchumbo = 345,69x 10-12

Mtchumbo = 3,46x 10-10Kg

Cálculo da Fe necessária:

Fe = 3,46x 10-10x 5,99x 10¹³

Fe = 20,72x 10³

Fe = 2,07x 104N

Passo 4:

Fm = Fcp

Fm : Força magnética

Cálculo da velocidade do feixe próton:

Fcp = mp x (VPRÓTON )2/RACELERADOR

mp: massa do feixe de prótons / Vfpróton: Velocidade do prótons / Racelerador: raio do acelerador de partículas

5 = 1,67x 10-12x V2/ 4,3x 10³

Vfprótons² = 5x 4,3x 10³/ 1,67x 10-12

Vfprótons² = 12,87x 105

Vfprótons = √1,29x 106

Vfprótons = 1,13x 10³ m/s

Cáculo da velocidade de cada próton:

Vpróton = 1,13x 10³/ 1x 1015

Vpróton= 1,13x 10-12m/s

Fração em relação a velocidade da luz

X: a razão em relação a velocidade da luz (%)

   X ____ 1,13x 10-12                                 X = 1,13x 10-12/ 3,00x 108

100%____3,00x 108                                 X = 0,38x 10-20%

                                                         X = 3,8x 10-22/100

                                                                                                                                          

ETAPA 02

Passo 1:

Cálculo da velocidade dos prótons:

Vfprótons: Velocidade do feixe de prótons

Vfprótons = 1cm/ 20µs = 1,0x10-2/ 2,0x 10-5= 5,0x 102m/s

Cálculo da aceleração:

5,0x 10² = 0+2x  ax 1x 10-2

a = 5x  102/ 2x 10-2

a = 2,5 x 104  m/ s2

Cálculo da força de atrito relativa ao ar no tubo:

Fe- Fat= mfprotons xa                                                  

1 - Fat = 1,67 x  10-12 x 2,5 x  104

Fat = 4,175 x 10-8 -1

Fat = - 0,9999

Fat = - 0,9N

Passo 2:

1/3 x Fat = 0,3N

1 – 0,3 = 1,67 x 10-12 x a

a = 0,7/1,67 x 10-12

a = 0,42 x 1012 m/s2

a = 4,2 x 1011 m/s2

Passo 3:

Fe – 0,3 = 1,67 x 10-12 x 5,0 x102

Fe = 1,67 x10-12 x 5,0 x102 + 0,3

Fe = 8,35 x 10-10 + 0,3

Fe = 0,3 N

Fe total = 1 + 0,3 = 1,3 N

Passo 4:

Fg = m x g

Fg = 1,67 x 10-12 x 9,8

Fg = 16,36 x 10-12

Fg = 1,64 x 10-11 N

Fe/Fg = 1,3/1,64 x 10-11

ETAPA 3:

Passo 1:

Ec1 = 1/2 x 1,67 x 10-27x (6,00 x 107)2

Ec1 = 3,1 x 10-12 J

Ec2 = 1/2 x 1,6 x 10-27 x (1,5 x 108)2

Ec2 = 1,88 x 10-11 J

Ec3 = 1/2 x 1,67 x 10-27 x (2,97 x 108)2

Ec3 = 7,37 x 10-11 J

Passo 2:

Ec1

Erro % = |3,1 x 10-9 – 3,10 x 10-12|x 100 / 3,10x10-12

Erro % = |3,1 x10-9 – 0,0031x10-9|x 100/ 3,1 x10-12