Atps De Fisica 2

Índice

INTRODUÇÃO..........................................................PÁG. 2

ETAPA 1

PASSO 1, 2, 3..............................................................PÁG.3 á 4

PASSO 4......................................................................PÁG.4

ETAPA 2

PASSO 1, 2, 3..............................................................PÁG.5 á 6

PASSO 4......................................................................PÁG.6 á 7

ETAPA 3

PASSO 1, 2, 3..............................................................PÁG.7 á 9

PASSO 4......................................................................PÁG.9 á 10

ETAPA 4

PASSO 1, 2, 3..............................................................PÁG.10 á 17

PASSO 4......................................................................PÁG.17 á 19

CONCLUSÃO............................................................PÁG.20

BIBLIOGRAFIA........................................................PÁG.21

Introdução

O Grande Colisor de Hádrons (em inglês: Large Hadron Collider - LHC) do CERN, é o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo. Seu principal objetivo é obter dados sobre colisões de feixes de partículas, tanto de prótons a uma energia de 7 TeV (1,12 microjoules) por partícula, ou núcleos de chumbo a energia de 574 TeV (92,0 microjoules) por núcleo. O laboratório localiza-se em um túnel de 27 km de circunferência, bem como a 175 metros abaixo do nível do solo na fronteira franco-suíça, próximo a Genebra, Suíça.

Um dos principais objetivos do LHC é tentar explicar a origem da massa das partículas elementares e encontrar outras dimensões do espaço, entre outras coisas. Uma dessas experiências envolve a partícula bóson deHiggs. Caso a teoria dos campos de Higgs estiver correta, ela será descoberta pelo LHC. Procura-se também a existência da supersimetria. Experiências que investigam a massa e a fraqueza da gravidade serão um equipamento toroidal do LHC e do Solenoide de Múon Compacto (CMS). Elas irão envolver aproximadamente 2 mil físicos de 35 países e dois laboratórios autónomos — o JINR (Joint Institute for Nuclear Research) e o CERN.

Com base nessas informações podemos desenvolver nossos conhecimentos de Física para estudar o movimento de alguns feixes de partículas do acelerador LHC. Higgs. Caso a teoria dos campos de Higgs estiver correta, ela será descoberta pelo LHC. Procura-se também a existência da supersimetria. Experiências que investigam a massa e a fraqueza da gravidade serão um equipamento toroidal do LHC e do Solenoide de Múon Compacto (CMS). Elas irão envolver aproximadamente 2 mil físicos de 35 países e dois laboratórios autónomos — o JINR (Joint Institute for Nuclear Research) e o CERN.

Com base nessas informações podemos desenvolver nossos conhecimentos de Física para estudar o movimento de alguns feixes de partículas do acelerador LHC.

Etapa 1

Passo 1: Nessas condições, desenhe no esquema o diagrama das força que atuam sobre o próton.

Fm força magnética

Fe Força Elétrica

Fg Força Gravitacional

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

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: 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.

R = m.a

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

FE=2070,68.〖10〗^(-1N)

FE=2070,68/10=207,068

n=2,07068 .〖10〗^2N

Passo 4: Considere agora toda a circunferência do acelerador, r=4,3km. Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determine qual o valor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N. Determine a que fração da velocidade da luz (c = 3,00 x 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.

Fcentripeta=V^2/2r

Fm=5N

R= m .a

FCP =m .Acp

FCP=MV/2r

5=1,67 . 〖10〗^(-27) . 〖10〗^15