ATPS Fisica 2, Passo 2 Ao Passo 4

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.

Fe = 100N

P = 1 X 105

Mp = 1,67 . 10 -24

Fres = m . a

1 . 1015 = 1,67 . 10-24 . a

a = _1 . 1015_

1,67 . 10-24

a = 1 . 1039

1,67

Passo 3 (Equipe)

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.

m = 1,67 . 10-24

Fe = ?

a = 1 . 10-9

1,67

F = m . a

Fe 1,67 . 10-24 . 207 . 1 . 1039

1,67

F = 1 . 10 -15 . 207

Fe = 207 . 1015

Passo 4

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) correspoende esse valor de velocidade.

Fm = 5 N

C = 3 X 108 m/s – 324 m 2 . π . r2

V2 = Vo2 + 2 . a . S 2 . 3,14 . 4,13 = 116,18

3242 = 0 + 2 . a . 116,18

3242 = 2 . a . 116,18s

104,976 = 2 . 1 . 116,180

104,976 = a . 232,360

a = 104.976 = 0,45 m/s2

232,360