Atps de fisica 2 - engenharia mecanica 2013

Sumário Etapa 1 2 Passo 1 2 Passo 2 2 Passo 3 3 Passo 4 3 Passo 4.2: Texto 4

Etapa 1

Passo 1
Diagrama de força retratando a força magnética e a força peso (gravitacional) atuante sobre o próton.

Passo 2 Para se calcular a aceleração de cada próton adquire, precisamos calcular a massa do feixe de prótons, e assim calcularemos a aceleração, segue os cálculos abaixo: Mp=1,67x10⁻²⁴ Mf=N.Mg N=1x10¹⁵ Mf=1,67x10⁻⁹g Mf= massa do feixe Mp= massa do próton N= Número de prótons

Como foi calculada a massa do feixe, segue abaixo o calculo da aceleração dos prótons no feixe: F=1N F=M.Af Mf=1,67x10⁻⁹ Af=F/Mf Af≈6x10⁸m/s²
Passo 3 Se trocarmos os prótons por núcleos de chumbo parem serem acelerados no LHC, precisaremos aumentar a força elétrica (Fe) em 207 vezes para que a aceleração do feixe se mantenha a mesma, pois a massa do chumbo é 207 vezes maior que a do próton. Como veremos no cálculos abaixo: Mc=massa do chumbo Mc=1.67x10⁻²⁴x207 N=número de núcleos de chumbo no feixe Mc=3,46x10⁻²²g N=1x10¹⁵ Mfc=NxMc Mfc=massa do feixe de chumbo Mfc≈3,46x10⁻⁷g Fe=MfcxAf Fe=207N

Passo 4 Para calcular a velocidade tangencial (Vt), precisamos calcular antes a Ac(aceleração centrípeta): Fm=5N Fm=MfxA R=raio=4300m Fm=1,67x10⁻⁹xA Ac≈3x10⁹ Com a aceleração centrípeta calculada, segue abaixo o calculo da velocidade tangencial: Vt=velocidade tangencial Ac=Vt²/r Vt=√(3x10³x4300) Vt=1,29x10¹³m/s
Passo 4.2: Texto No Passo 1 podemos perceber que as forças Fg e Fm tem o mesmo modulo, mesma direção com sentidos opostos, que faz com que as forças se anulem. No Passo 2 para se calcular a aceleração pedida, primeiramente tivemos que calcular a massa do feixe de prótons como nos foi dada a quantidade de prótons em um feixe e a massa de um próton foi feito o calculo e o resultado foi aplicado na formula F=m.a , sendo F a força magnética e Mf