Etapa 1

Taubaté, 14 de março de 2013.
O grupo se reuniu para o desenvolvimento da ATPS de Física II, a qual foi dividida em duas fases de entrega, sendo que a 1° fase constitui a etapa 1 e 2 que serão entregues agora no primeiro bimestre de 2014.
Segue abaixo a etapas da primeira fase, cada uma com seus respectivos passos, resolvida.
Etapa 1

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.
A força magnética é igual a força gravitacional.

Fe

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 = 1,67 x 10^-24 g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

Fórmula:
F=M x A, onde F=força,M=massa e A= aceleração.

Dados do problema:
F.elétrica = 1N

Número de prótons = 1x10^15
Massadecadapróton = 1,67 x 10^-24 g

A=?
Massa total de prótons= Número de prótons x Massadecadapróton
Massa total de prótons = 1x10^15 x 1,67x10^-24

Massa total de prótons = 1,67x10^-9 g

F.elétrica = Massa total de prótons x A
Substituindo:
1=1,67x10^-9 x A
A = 1/1,67x10^-9

A =5,9x10^8 m/s²
PASSO 3
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