Fisica 2

ETAPA 2

Passo 1 (Equipe)

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 impedir que as partículas do 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 μs para atravessar uma distância de 1cm.Determinar 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 os 1×1015 prótons)contínua.

T = 20 ns= 20 . 10 s

S = 10 m

S = So + VT + aT/2

10 = 0 + 0T + aT/2 ( 20 . 10 )

20 = a 400 . 10

2/40 . 10 = a

a = 0,05 . 10 = 5.10 m/s

Fe = 1 n

N = 10 p FA 0 FE

Fr = m . a

Fe -FA = 1,67 . 10 . 10 . 5 . 10

1 – FA = 8,35 . 10 = 8,35/100 = 0,0835

1 – 0,0835 = FA

FA = 0,92 N

Passo 2

Nesse caso, qual é a força de atrito? Determinar qual é a leitura de aceleração que o cientista vê em seu equipamento de medição.

FA = 0,92/3 = 0,31 N

R = m . a

Fe - Fa = 1,67 . 10 . 10 . a´ 1- 0,31 = 1,67 . 10 . a´

0,69 = 1,67 . 10. a´ =

= 0,69 . 10=

= 0,41. 10 =

= 4,1. 10 m/s

Passo 3

Sabendo que ele ainda está na condição em que a força de atrito FA vale um terço do atrito inicial, determinar qual é a força elétrica Fe que o cientista precisou aplicar aos prótons do feixe.

R = m.a

Fa 2 0 Fe

Fe= 1N

1= F´e - F´a

1= F´e - 0,31

F´e = 1,31 N

Passo 4

Determinar qual é a razão entre a força Fe imposta pelo cientista aos prótons do feixe e a força gravitacional Fg, imposta pelo campo gravitacional.

Fe 1,31 = 1,31

Fg 10 . 1,67 . 10 . 9,8 16,37 . 10 = 0,08 . 10 = 8 . 10

R = m.a

Fg = mg = m.9,8

Observe a dimensão do cientista comparada à dimensão do detector, que possui 46m de comprimento, 25m de altura, 25m de largura e um peso de 7000 toneladas. O detector ATLAS é o maior detector volumétrico de partículas já construído.

Curiosidades sobre LHC

O Grande Colísor de Hádrons (em inglês: Large Hadron Collider – LHC) no CERN (Organização Européia para Pesquisas Nuclear), é o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo. Ele está situado em Genebra, cortando a fronteira entre a Suíça e a França: dois feixes de prótons colidiram a 7 trilhões de elétrons – volt no grande Colisór de Hádrons conforme anunciado por cientistas após a quebra de recorde de mais energia atingida por uma máquina do tipo.

O acontecimento marca uma nova era de pesquisas para os físicos que a partir do experiência puderam estudar melhor fenômenos e partículas até então hipotéticos.

"Hoje não haverá colisão", diz Sérgio Novaes, físico da Unesp (Universidade Estadual Paulista) envolvido com o projeto. "Os feixes apenas girarão em direções opostas, sem colidir uns com os outros", completa, dizendo que as primeiras colisões ainda precisarão de pelo menos 60 dias para acontecer. Aí sim começarão as