Atps fisica

ETAPA 1 (tempo para realização: 5 horas)

 Aula-tema: 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 um empurrão, um corpo. No caso do LHC, os prótons no seu interior estão sujeitos a uma força elétrica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Supor um próton que voa no interior do anel 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. Figura 3: Próton voando no interior do tubo LHC.

Resposta:

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 x 10-24g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

Resposta:
Fórmula: F = m . a
Definições: Fe = 1N np = 1 x 1015 Mp = 1,67 x 10-24g = 1,67 x 10-27 kg x = ?

Fe = Mp x np x a
1 = 1,67 x 10-27 . 1 x 1015 . a a = 1,67 x 10-12 m/s²
: . 1 = 1,67 x 10-12 m/s² a = ___1___ _ a = 5,99 x 1011 m/s² 1,67 x 10-12

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 da aceleração dos prótons.

Resposta:
Fe = 207 . 1,67 x 10-27 . 1 x 1015 . 5,99 x 1011
Fe = 207,06831 N

Passo 4 (Equipe)
Considerar agora