Atps fisica ii etapa 1 e 2

Etapa 1
Passo 1(Equipe)
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.
Fm= Força Magnética
Fe= Força Elétrica Fg= Força Gravitacional FM
FE

FG P

Passo 2 (Equipe)
Supondo que seja aplicada uma força elétrica Fe = 1,00N sobre o feixe de prótons.
Sabe-se que em média o feixe possui um numero 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. Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

F = m.a
1 = 1,67. 10-24.a
A = 1/ 1,67. 10-24
A = 5,99. 1025m/s

Passo 3 (Equipe)
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 =
Mc = 207. 1,67. 10-24= 3, 4569.10-22 a = 5,99.1025 m/s
F = 345,69. 10-22. 5,99. 10-25 F = 2,07. 10-44 N.

Passo 4 (Equipe)
Considerar agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da figura 4. 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 Fm = 5,00N. Determinar a fração da velocidade da luz (c = 3,00 x 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.
F =
C = 3,00. 108 m/s
R= 4,3