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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. 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 = 1,67x10-24 g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.
Fe= 1,00N
N= 1X1015 prótons
M= 1,67x10-24g – 10-3
Fe/n= 1,00/1x1015= 1x10-15
Fr=m.a
1x1015= 1,67x10-24.10-3.a
-1,67x10-27a= -1x10-15 (-1) a= 5,9880x10¹¹ m/s²
Passo3:
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.
Fe= ?
M= 1,67x10-27 x 207
M Pb=3,4569x10-27 Kg
A= 5,9880x10¹¹ m/s²
Fr=m.a
Fe=3,4569x10-25 x 5,9880x10¹¹
Fe=0,020422 x 1x1015
Fe=2,042261624x1013 N

Passo 4: Considere 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, determine qual o valor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N. Determine a que fração da velocidade da luz (c = 3,00 × 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade. Fm=5Nx 101 M=1,67.10-27Kg R=4.300m
V=?
F= M.Vt² / R

5x 10 1 = 1,67 x 10-27 x Vt² / 2 x 4300