FÍSICA II
Pesquisas Acadêmicas: FÍSICA II. Pesquise 862.000+ trabalhos acadêmicosPor: rafa1288 • 31/3/2013 • 408 Palavras (2 Páginas) • 622 Visualizações
ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas)
Aula-tema: Leis de Newton.
Essa etapa é importante para aprender a aplicar a segunda lei de Newton em casos
reais em que a força resultante não é apenas mecânica, como um puxão ou empurrão, um
corpo. No caso do acelerador LHC, os prótons no seu interior estão sujeitos a uma força
elétrica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Supor um próton que voa no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser
aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da figura 3. Supondo ainda que
nessa região, o único desvio da trajetória se deve à força gravitacional Fg e que esse desvio é
corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicada ao próton.
Nessas condições, desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.
Figura 3: Próton voando no interior do tubo do LHC.
Passo 2 (Equipe)
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 = 1x1015 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 = 1,67 JJ10-24 g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.
Passo 3 (Equipe) Engenharia Mecânica – 3ª Série - Física II
Adriana Delgado
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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.
Passo 4 (Equipe)
Considerar agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da figura 4.
Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que
os prótons permaneçam em trajetória circular, determinar qual o valor da velocidade de cada
próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N.
Determinar a que fração da velocidade da luz (c = 3,00 x 108 m/s) corresponde esse valor de
velocidade.
Figura
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