ATPS Física 2

ETAPA 1
Aula Tema: As 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 num corpo. No caso do acelerador LHC, os prótons no seu interior estão sujeitos a uma força elétrica. Para realiza-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSO 1: Supor um próton que voa acelerado, pela força elétrica Fe, 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.
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 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^(-24)g.
Atenção: desprezar a força gravitacional e a força magnética.
*Transformando gramas em kg: mp= 1,67x10^(-24)g x 10^(-3)
*OBS: Utilizamos 10^(-3) porque estamos transformando gramas em kg.
*Descobrindo a massa total do feixe de prótons: mt = 1,67x10^(-27)kg x 1x10^(15) = mt = 1,67x10^(-12) kg
*Achando a aceleração que cada próton adquire: Fe = mt x a a = 1/mt a = 1/ 1,67x10^(-12) a = 5,99x10^11 m/s^2

PASSO 3: Se ao invés de prótons, fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa