Atps De Fisica 2

Passo 1 (Equipe)

Supor um próton que voa no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser

aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da figura 3. Supondo ainda que

nessa região, o único desvio da trajetória se deve à força gravitacional Fg e que esse desvio é

corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicada ao próton.

Nessas condições, desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.

Passo 1(Equipe) Y Fm

Fr = 0

Fm – Fg X

Fm= Fg

Passo 2 (Equipe) Fg

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.

MF = mp . M

MF = 1,67

MF = 1,67 . 10-27. 1 . 1015

MF = 1,67 . 10-12 Kg

Mp = 1,67 . 10-24

Mp = 1,67 . 10-24 . 10-3

Mp = 1,67 . 10-27

Força elétrica que cada próton adquire.

Fe = MF . a

a=Fe/MF=1N/(1,67.〖10〗^(-12) ) Kg

a = 5,99 . 1011 m/s2

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.

FePb = ( nPb . MF ) . a

FePb = (207 . 1,67 . 10-12 ) . 5,99 .1011

FePb = 207N

Passo 4 (Equipe)

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