Atps fisica 2

INTRODUÇÃO:

Nestas quatro etapas estaremos realizando cálculos baseados em estudos feitos pelos cientistas no LHC e obteremos resultados reais de estudos das Leis de Newton.

1° ETAPA

Essa etapa é importante para aprender a aplicar a segunda lei de Newton em casos reais em que a força resultante não é apenas mecânica, como um puxão ou empurrão, um corpo. No caso do acelerador LHC, os prótons no interior estão sujeitos a uma força elétrica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os seguidos os passos descritos.

Passo 1:

Supor um próton que voa no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tudo 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 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 o numero total n = 1x 10^5 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 = 1,67x 10^-24 g.
Atenção: desprezar a força gravitacional e a força magnética.

F = m * a
Sendo: F = 1,00 N M = 1,67 x 10^- 24 * 1x 10^5 A = ? 1 = 1,67x 10^-19 * a
A= 1 / 1,67x 10^-19
A = 5,988023952 x 10^18 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 prótons.
F= m * a
Sendo: Força = ? Massa = 207 x (1,67x10^- 19) Aceleração = 5,988023952 x 10^18 m/s²

F= 3,4569x10^-17 * 5,988023952 x 10^18
F = 207 N Sendo massa do núcleo do chumbo