atps fisica 2 etapa 1e 2

SUMARIO

INTRODUÇÃO_____________________________________________________ 2
ETAPA 1 ______________________________________________________ 3
ETAPA 2 ______________________________________________________ 6

INTRODUÇÃO

Nessa Atps é importante para se aprender como se aplicar a lei de Newton em casos reais, conhecer como os prótons são sujeitos a uma força elétrica, e também conhecer como os cientistas e físicos encara os desafios para se operar o LHC.

ETAPA 1
Passo 1
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.

P Fm

Fg

Passo 2
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 = 1,67 JJ10-24 g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

Força elétrica = Fe = 1,00N
Feixe possui = N = 1x1015 prótons
Massa = Mp = 1,67x10-3 = 1,67x10-27

Fr = m . a
Fe = n . mp. a
A= = = = 0,6 . 1012 m/s2

PASSO 3
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