ATPS FISICA 2

DESENVOLVIMENTO
Na Etapa 1
Leis de Newton:
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 seu interior estão sujeitos a uma força elétrica.

Mostramos um próton que voa acelerado pela força elétrica (Fe no interior do LHC, numa região do anel em que pode ser aproximado de um tubo retilíneo, onde nessa região o único desvio de trajetória é a força gravitacional (Fg), e equilibrada a cada instante por uma força magnética (Fm) aplicada ao próton. Passo 1(Equipe)
Suponha um próton que voa acelerado no interior do anel do LHC, numa região que o anel pode ser aproximado por um tubo retilíneo, conforme o esquema da figura 3. Suponha ainda que nessa região o único desvio da trajetória se deve a força gravitacional Fg, e que esse desvio é corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma força magnética Fm aplicada ao próton. Nessas condições, desenhe no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton.
Fe= 1N
Fg= Força Gravitacional
Figura 3: Próton voando no interior do tubo do LHC.
Passo 2 (Equipe)
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 10-24g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

FE = 1N n = 1.10 PROTONS
MP = 1,67. (– 10 g) = 1,67. 10 kg
(n)= m . a
1 = 1,67. 10. 1.10 a
1 = 1,67. 10 a
1 = a
1,67. 10
0,599. 10 = a
A = 5,99. 10 m/s

Passo 3 Se ao invés de prótons, fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa 207 vezes maior que a massa dos prótons, determine qual seria a força elétrica Fe necessária, para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração dos prótons. R =