Atps

Engenharia Elétrica - 3ª Série - Física II

Objetivo do desafio
O desafio será aplicar os conhecimentos de Física para estudar o movimento de alguns feixes de partículas do acelerador LHC, do laboratório CERN, próximo a Genebra, no qual o sucesso do experimento depende dos cálculos teóricos previamente efetuados.

ETAPA 1
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 empurrão, um corpo. No caso do acelerador 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 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. resposta: força magnética

força gravitacional

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

transformar de grama para kilo:
1,67 x 10^-24g = 1,67 x 10^-24g
___________
1000Kg
= 1,67 x 10^-27Kg

Passo 3 (Equipe)

Somatória das Forças ( F) = Mp x aceleraçao (a)
Força elétrica(Fe) = Mp x a
1 = 1,67 x 10^-12 x a a = 5,99 x 10^11 m/s^2

w

resposta: número total prótons(n) x massa do próton(Mp)
(1 x 10^15) x (1,67 x 10^-27-) = 1,67 x 10^-12 Kg

Engenharia