ATIVIDADE PRÁTICA DE SUPERVISÃO INGENIERIA MECÂNICA

FACULDADE ANHANGUERA DE JARAGUÁ DO SUL

ATIVIDADE PRATICA SUPERVISIONADA

ENGENHARIA MECÂNICA

Jaraguá do sul-sc

2013

ATIVIDADE PRATICA SUPERVISIONADA

ENGENHARIA MECÂNICA

Trabalho de graduação apresentado à disciplina de Física ll, como requisito parcial a composição da Atividade Pratica Supervisionada (ATPS), da Faculdade Anhanguera de Jaraguá do Sul - SC, sob orientação do professor(a): Patrícia Vilanova Maldonado Leite.

Jaraguá do Sul-SC

2013

ETAPA 1

Passo 01

Desenho do diagrama das força que atuam sobre o próton.

Fm

Fg

Fm= Força magnética

Fg= Força Gravitacional

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

Fr=0

Fm-Fg

MP=1,67.10-24 x g x 1kg

1000

MP=1,67.10-24g

MF=MP.n

MF=1,67.10-27kg x 1.1015

MF=1,67.10-12kg

Fc= m x f x a

a= fc = 1N

mf 1,67.10-12 kg

a= 5,99.1011 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.

Fcpç=(npç x mf) x a

Fcpç=(2,07 x 1,67.10-12) x 5,99.1011

Fcpç=207.10-2 N  2,07 N

Passo 4: Considerar agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema. 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.

r = 4,3 km

FM = M x V2

R

V=√5 X 4,3 X 103M

1,67 X 10-12

V=1,1535 X 108

3,0 X 108 ----------- 100%

1,135 X 108------------- X

Resposta: 37,83 %

ETAPA 2

Passo 1

Determine qual é a força de atrito FA total que o ar que o cientista deixou no tubo aplica sobre os prótons do feixe, sabendo que a força elétrica Fe (sobre todos os 1.1015 prótons) continua tendo valor de 1,00 N.

Passo: 1

T = 20 µs = 20 x 10-6s

S = 1 cm = 0,01

S = So + Vt + At2

2

0,01 = 0 x 20.10-6 + 1 a x (20.10-6)2

2

0,01 = a 4x10-6

a=0,01

2.10-10

a= 5.107 m/s2

Fe = 1N

Np = 1.1015 prótons

Fr = m x a

Fe-Fa = 1,67.10-27 x 1.1015 x 5.1010

1 –FA = 8,35-2

Fa= 1- 0,0835  Fa=0,92 N

FA = 0,92N

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 = 0,31 N

3

R = m x a R= Fe-Fa

Fe-Fa = mp x np x a

1- 0,31 = 1,67.10-27 x 1,1015 x a

0,69 = 1,67.10-12 x a

a= 0,69  a=4,131.1011 m/s2

1,67.10-12

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 ETAPA 1). 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 ∆ɱɱɱɱx a

Fa