Apts FisicA 2

ETAPA 1

Passo 1

Suponha um próton que voa acelerado, pela força elétrica Fe, no interiordo LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tuboretilíneo, conforme o esquema da figura 3. Suponha ainda que nessa região oúnico desvio da trajetória se deve a força gravitacional Fg, e que esse desvio écorrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicadaao próton. Nessas condições, desenhe no esquema o diagrama das forças queatuam sobre o próton.

Passo 2

Suponha que seja aplicada uma força elétrica Fe = 1,0 N sobre o feixe deprótons. Sabe-se que em média o feixe possui um número total n = 1×1015prótons. Se essa força elétrica é responsável por acelerar todos os prótons,qual é a aceleração que cada próton adquire, sabendo-se que sua massa émp = 1,67 × 10-24 g. Atenção: Desprezando a força gravitacional e a força magnética.

FE = 1Nn = 1.1015PROTONS

mp = 1,67. 10-24 g = 1,67 . 10 kg

(n) = m .a

1 = 1,67. 10 . 1.10 a

1 = 1,67. 10 a

1 ÷ 1.67 . 10 = a

0,599 . 10 = aa = 5,99. 10 m/s

Passo 3

Se ao invés de prótons, fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa 207 vezes maior que a massa dos prótons, determine qual seria aforça elétrica Fe necessária, para que os núcleos adquirissem o mesmo valorde aceleração dos prótons.

FE = 207.1,67. 10. 1.10. 5,99

FE = 2,07068

Passo 4

Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípetae garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determine qual ovalor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnéticasobre todos os prótons é Fm = 5,0 N. Determine a que fração da velocidade daluz (c = 3,0 × 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.F centrípeta= V 2rFM = 5 NR = 4300mR = m. a

5

FCP = M V 2 R5=1,67. 10

-27

x10^

15

x V²2x4300V²=8600x5x1, 67.10

-12

V²=43000÷1, 67.10

-12

V²=25748,5¹²V=25748,5¹²V= 160,46. 106 m/s

RELATORIO

Observamos no passo 1 foram identificadas as forças que atual sobre o próton,em sequencia na etapa 2 foi aplicado a força elétrica sobre o feixe de prótons efeitos os cálculos físicos se identificou a aceleração que cada próton adquire.Resultado encontrado (a = 5,99. 10 m/s). Passo 3 - Trocou-se os prótons pornúcleos de chumbo, alterando assim a massa, onde foram identificados