3 leis de Newton e forças especiais

Sumário

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Objetivo............................................................................................................................... 3

Etapa 1................................................................................................................................. 4

Passo 1................................................................................................................................. 4

Passo 2................................................................................................................................. 4

Passo 3................................................................................................................................. 5

Passo 4................................................................................................................................. 5

Etapa 2................................................................................................................................. 7

Passo 1................................................................................................................................. 7

Passo 2................................................................................................................................. 8

Passo 3................................................................................................................................. 8

Passo 4................................................................................................................................. 9

Conclusão.............................................................................................................................10

Bibliografia: Erro! Indicador não definido.

Introdução

Nesse trabalho vamos usar os conhecimentos adquiridos estudando as 3 leis de Newton e Forças Especiais.

- Primeira Lei de Newton Princípio da Inércia:

"Todo corpo permanece em seu estado de repouso, ou de movimento uniforme em linha reta, a menos que seja obrigado a mudar seu estado por forças impressas nele.";

-Segunda Lei de Newton Força:

A força resultante que age sobre um corpo é igual ao produto da massa do corpo pela aceleração. Em termos matemáticos temos: Fres= m. a;

-Terceira Lei de Newton Ação e Reação:

"A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a partes contrárias."

Tipos de força:

Força Peso P=m*g; Força Normal N=P=m.g; Força de Tração/Tensão T=m*a e; Força de Atrito FAT=µ*N

Objetivo:

Aplicaremos aqui os conhecimentos de física para calcularmos os movimentos dos feixes de partículas do acelerador do LHC.Levando em consideração tudo que foi aprendido em sala de aula nos capítulos 5 e 6 do PLT de Física 690.

Etapa 1

Passo 1:

Nesse esquema, notamos que existem 3 forças operando sobre o próton: A força gravitacional que o empurra para o centro da terra (P), a Força magnética que o empurra para o lado oposto, ou seja, para a parte superior do LHC e a força elétrica que o puxa para frente.

Passo 2:

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= 1x1015prótons. 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= 1,67.10-24g.

Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

Assim sendo, utilizaremos os seguintes dados:

Fe= 1,0N

N= 1. 1015 prótons

Mp= 1,67. 10-24g

Analisando todos os dados percebemos que MP está em gramas (g), assim primeiramente devemos converter para quilograma (kg), MP= 1,67.10-24 g, convertido fica 1,67.10-27kg.

1= 1,67.10-27x ( 1.1015)*a

Usaremos a seguinte fórmula:

 Fe=Mp*N*A

Resolução:

1=1,67.10-12*a

a= 1/1,67-12

a= 5,9880.1011 m/s²

Passo 3:

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.

Nesse caso já encontramos o valor da aceleração, teremos apenas que incluir o valor da massa do chumbo nessa equação, assim sendo usaremos os seguintes dados:

Resolução:

 Fe=Mc*N*a

Primeiro precisamos encontrar o valor da massa do chumbo, assim multiplicaremos o tamanho de Mc* o de MP  207* (1,67. 10-27kg)

MP= 3, 4569.10-25 Kg

Agora substituiremos os valores na fórmula e encontraremos o valor de massa do chumbo.

Fe= ?

N= 1. 1015 prótons

Mc= 3, 4569.10-22 kg

Fe= 3, 4569.10-25