Atps fis ii

PASSO 01 Supor um próton que voa no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da figura 3. Supondo ainda que nessa região, o único desvio da trajetória se deve à força gravitacional Fg e que esse desvio é corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicada ao próton. Nessas condições, desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.

PASSO 02 Supondo que seja aplicada uma força elétrica Fe = 1,00 N sobre o feixe de prótons. Sabe-se que em média o feixe possui um número total n = 1x1015 prótons. Se essa força elétrica é responsável por acelerar todos os prótons, qual é a aceleração que cada próton adquire, sabendo-se que sua massa é mp = 1,67x10-24 g. Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.
F = mxa
1= 1,67x10^27 x a a = 1 = a = 5,98x10^26 m/s² 1,67x10^-27 Se ao invés de prótons, fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa 207 vezes maior que a massa dos prótons. Determinar qual seria a força elétrica Fe necessária, para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração dos prótons.
Fe = (207 x 1,67.10^-24) x 5,98.10^26)
Fe = 207 N

PASSO 04

Considerar agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da figura. Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determinar qual o valor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N. Determinar a que fração da velocidade da luz (c = 3,00 x 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.

Fórmula: Fcp=m x V² x 2r
5=(1,67.10^-27) x (10^15) x V² x 8600
V² = 43000 (1,67.10^12)
V² = 25748,50299^-12
V = √25748,50299^-12
V = 160.463.10^-6 m/s
ETAPA 2

PASSO 01

Sabe-se que no interior do tubo acelerador é feito vácuo, ou seja, retira-se