ATPS Fisica II Etapa 1 2 3 e 4

FACULDADE DE JARAGUÁ DO SUL - ANHANGUERA

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

Disciplina: Física II

Professor:

ATPS

Jaraguá do Sul, abril de 2013.

1º ETAPA

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 abaixo. 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 um número total n = 1x10^15 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^- 24g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.
Primeiramente observamos se todas as medidas estão em suas devidas grandezas para que possamos usar a 2° Lei de Newton, e nota-se que a grandeza de massa esta em gramas (g), então transformamos o equivalente em Quilogramas (kg).
Mp= 1,67x10^-24g = 1,67x10^-27Kg

Resolução
F= m* a
1= (1,67x10^-27) (1x10^15) * a
1= 1,67x10^-12 * a a= 5,988x10^11 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.
Resolução:
Único ajuste a ser feito é na massa, que ao invés de considerar a do próton
Mp= 1,67x10^-24g, vamos considerar a do chumbo que é 207 vezes maior, ou seja:
Mc= 207 (1,67x10^-27Kg)
Mc= 345,69x10^-27Kg

F= m * a
F= (345,69x10^-27) (1x10^15) * 5,988x10^11
F= 345,69x10^-12 * 5,988x10^11
F= 206,99 N