Atps De Fisica II

Objetivos

A atividade prática supervisionada (ATPS) é um Procedimento metodológico de ensino-aprendizagem desenvolvido por meio de um conjunto de atividades programadas e supervisionadas e que tem por objetivos:

 Favorecer a aprendizagem.

 Estimular a corresponsabilidade do aluno pelo aprendizado eficiente e eficaz.

 Promover o estudo, a convivência e o trabalho em grupo.

 Desenvolver os estudos independentes, sistemáticos e o auto-aprendizado.

 Oferecer diferentes ambientes de aprendizagem.

 Auxiliar no desenvolvimento das competências requeridas pelas Diretrizes Curriculares Nacionais dos Cursos de Graduação.

 Promover a aplicação da teoria e conceitos para a solução de problemas práticos relativos à profissão.

 Direcionar o estudante para a busca do raciocínio crítico e a emancipação intelectual.

Para atingir esses objetivos, as atividades foram organizadas na forma de um desafio, que será solucionado por etapas ao longo do semestre letivo.

Etapa 1

Leis de Newton

Supondo que um próton voa no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tubo retilíneo e que nessa região, o único desvio da trajetória se deve à força gravitacional e que esse desvio é corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética aplicada ao próton. Através dessas condições pode desenhar o diagrama que atuam sobre o próton que é figura 1.

Fm

Fg

Figura 1: Esquema de diagrama de força que atuam sobre o próton

Aplicando uma força elétrica Fe= 1,00 N sobre o feixe prótons e sabendo que em media o feixe possui um número total n= 1x1015prótons. Sabe-se que essa força elétrica é responsável por acelerar todos os prótons e que a massa do próton é 1,67*10-24g. Pode-se dizer então que a aceleração que cada próton adquire é 5.98*1011(Resolução anexo1).

Os núcleos de chumbo que possuem uma massa 207 vezes maior do que a massa dos prótons. Tendo essa informação pode se concluir que a força elétrica necessária para que os núcleos adquiram o mesmo valor de aceleração dos prótons é de 206.72N (Resolução anexo2).

Considerando agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da figura 2. Assume-se que a força magnética é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular. O valor da velocidade de cada próton é de (resolução anexo3) colocar valor em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N

A fração da velocidade da luz (c = 3,00 x 108 m/s) que corresponde a colocar o valor (resolução anexo4)desse valor de velocidade.

Figura 2: diagrama do anel do LHC

Conclusão da etapa 1

Nesta etapa foi possível concluir que no acelerador de partículas foi adicionado um próton, que pode manter-se em estabilidade em seu eixo Y devido as forças de neutralização, força magnética e força gravitacional. Onde também foi possível proporcionar um movimento devido a aplicação de uma força elétrica gerando uma resultante, que consequentemente gerou uma velocidade e aceleração. Com isso foi possível manipular a velocidade dos prótons em até por a porcentagem quase a velocidade da luz.

Etapa 2

Forças Especiais

Sabendo 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. Supondo um cientista que se esqueceu de fazer vácuo no tubo acelerador. Ele observou que os prótons acelerados a partir do repouso demoraram 20

µs para atravessar uma distância de 1 cm.

A força de atrito total de ar que o cientista