Tropas espaciais

ENGENHARIA DE CONTROLE DE AUTOMAÇÃO

2° Serie

ATPS DICIPLINA DE FISICA II

Prof :-

Sorocaba

XIII

Etapa 2 – Forças Espaciais

Passo 01

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 que as partículas d o feixe se choquem com as partículas. Supor um cientista que se esqueceu de fazer vácuo no tubo acelerador.Ele observa que os prótons acelerados a partir do repouso demoraram 20 us para atravessar uma distancia de 1 cm.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 s 1x1015 prótons)continua tendo valor de 1,00 N.

Dados:

T=20

Ns=20.10 s

∆x=voxt±at×t22

0,o1x2=ax20x10-60

A=0,024x10-10=5x107 m/s2

Fr=mxa

Fr=1,67x10-12x5x107

Fr=8,35x10-5 N

FR=FE-FA

Fa=Fe-fr

Fa=1-8,35x10-5

Fa=0,9999165 N

Passo 02

Quando percebe o erro,o cientista liga as bombas para fazer o vácuo.Com isso ele consegue garantir que a forca de atrito FA seja reduzida para um terço do valor inicial.Nesse caso,determine qual é a leitura de aceleração que o cientista vê em seu equipamento de medição.

Fa3=0,99991653=0,3333055 N

Fe-Fa3=mxa

1-0,3333055=1,67x10-12xa

A=0,66669451,67x10-12=3,9922x1011m/s2

Passo 03

Para compensar seu erro, o cientista aumenta o valor da força elétrica FE aplicada sobre os prótons,garantindo que eles tenham um valor de aceleração igual ao caso sem atrito(passo 2 da etapa 1).Sabendo que ele ainda esta na condições em que a força de atrito FA vale um terço do atrito inicial,determine qual é a força elétrica FE que o cientista precisou aplicar aos prótons do feixe.

Fe-fa3=mxa

Fe-0,99991653=1,67x10-12x5,99x1011

Fe=1-0,3333055

Fe=0,6666945 N

PASSO 04

Adotando o valor encontrado no passo 3,determine qual é a razão entre a força FE imposta pelo cientista aos prótons do feixe e a força gravitacional Fg,imposta pelo campo gravitacional da terra aos mesmos prótons.

Comente o resultado.

Fg=mxg

Fg=1,67x10-12x9,8

Fg=1,6366x10-11 N

FeFg=0,66669451,6366x10-11=4,0736x1010

Com base nas 4 etapas anteriores elaboradas e realizadas verificamos que a força elétrica é muito maior que a massa do corpo ,assim,podemos considerar que para se operar o LHC é um desafio tanto para físicos quanto para engenheiros,uma vez que observando seu funcionamento vemos que possui dimensões e temperaturas elevadas.

Para que partículas que foram objeto de nosso estudo circulem através do anel obtendo a energia desejado e necessário que os cálculos exercidos sejam aplicados ás peças na pratica e não fique apenas na teoria.Outra observaçõa que podemos destacar é a velocidade extremamente alta que a partícula pode chegar(99,99%da velocidade da luz).É certo que para ser melhor estudado podemos e deve-se basear devido a tal velocidade ao ponto de vista da relatividade porem pode se também aplicar as leis de Newton á seu estudo como proposto nestas etapas realizadas,pois tais leis podem nos trazer por meios dos cálculos e aplicaçoes das formulas uma aproximação da velocidade (aproximada)do feixes das partículas.

Etapa 03

Éssa etapa é importante para aprender a calcular a energia de um sistema de partículas e aplicar o teorema do trabalho e energia cinética a esse sistema ,alem da aplicação de um modelo.Determinar(usando a equação clássica Ec=0,5mv2)quais são os valores de energia cinética Ec de