ATPS FISICA II - Etapa 1 E 2

Passo 2

FE = 1N

n = 1.〖10〗^15 PROTONS

MP = 1,67. -〖10〗^(-24) g = 1,67 . 〖10〗^(-27)kg

(n) = m . a

1 = 1,67. 〖10〗^(-27) . 1. 〖10〗^15 a

1 = 1,67. 〖10〗^(-12) a

1/(1.67.〖10〗^(-12) )= a

0,599 . 〖10〗^12 = a

A = 5,99. 〖10〗^11 m/s^2

Passo 3

R = m.a

FE = 207 . 1,67 . 〖10〗^(-27) . 〖10〗^15 . 5,99 . 〖10〗^11

FE = 2070,68 . 〖10〗^(-1N)

FE=2070,68/10= 2070,068 N= 2,07068.〖10〗^2N

Passo 4

F centrípeta = V^2/2r

FM = 5 N

R = m . a

FCP =m . Acp

FCP = 〖MV〗^2/2r

5 = 1,67 . 〖10〗^(-27) . 〖10〗^15 . V^2/2.4300

〖5 . 2 . 4300 〗^ /(1,67 . 〖10〗^(-12) )=V²

V = 25.748,5 . 〖10〗^12

√(V^2=25748,5 . 〖10〗^12 )

V = 160,46 . 〖10〗^6 m/s

V = 1,6046 . 〖10〗^8 m/s

1.2.3. Figura 2: Detector ATLAS no LHC.

Observe a dimensão do cientista comparada à dimensão do detector, que possui 46m de comprimento, 25m de altura, 25m de largura e um peso de 7000 toneladas. O detector ATLAS é o maior detector volumétrico de partículas já construído.

Fonte:(viveraciencia.wordpress.com)

O maior acelerador do mundo

O Grande Colísor de Hádrons (em inglês: Large Hadron Collider – LHC) no CERN (Organização Européia para Pesquisas Nuclear), é o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo. Ele está situado em Genebra, cortando a fronteira entre a Suíça e a França: dois feixes de prótons colidiram a 7 trilhões de elétrons – volt no grande Colisór de Hádrons conforme anunciado por cientistas após a quebra de recorde de mais energia atingida por uma máquina do tipo.

O acontecimento marca uma nova era de pesquisas para os físicos que a partir do experiência puderam estudar melhor fenômenos e partículas até então hipotéticos.

[ ... O Grande Colisor de Hádrons (em inglês: Large Hadron Collider – LHC) no CERN (Organização Européia para Pesquisas Nuclear). (http://fotos.portalcab.comcab.com Fotos de dentro do LHC))...]

CAPÍTULO Il

Forças Especiais: força gravitacional e força de atrito

Lei da Gravitação Universal

A relação entre as massas e a força gravitacional foi descoberta pelo físico inglês Isaac Newton (1642 – 1727) no século 17. Newton também observou que a força gravitacional está relacionada com a distância que separa os corpos de maneira inversamente proporcional, ou seja, quanto maior a distância entre os corpos, menor será força entre eles.

Esta etapa é importante para que você perceba como a variação na força resultante sobre um sistema pode alterar as condições do movimento desse sistema. Além disso, um novo tipo de força de atrito é explorado, o atrito com o ar, que em situações reais não é desprezível. Sabe-se que no interior do tubo acelerador é feito vácuo, ou seja retira-se quase todo o ar existente no tubo. Isso é feito para impedir que as partículas do feixe se choquem com as partículas do ar e percam energia e velocidade. Podemos assumir que esse efeito é equivalente a uma força de atrito FA que dificulta o movimento das partículas.

Suponha agora um cientista que se esqueceu de fazer vácuo no tubo acelerador.

Ele observa que os prótons acelerados a partir do repouso demoraram 20 anos para atravessarem uma distância de 10 m ao longo do tubo.

2.1. Aula-tema: Forças Especiais: força gravitacional e força de atrito.

2.1.1. 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 x 1015 prótons) continua tendo valor de 1,00 N.

Passo:1

T = 20 ns= 20 . 10 s

S = 10 m

S = So + VT + aT

2

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

2

20 = a 400 . 10

2 . 10 = a

40

a = 0,05 . 10 = 5.10 m/s

10

Fe