fisica 2

Disciplina : Física 2

ATPS O Grande Colisor de Hadrons

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Etapa 1

Passo 1

Desenhar no esquema o diagrama das forças que atuam sobre o próton

Resposta :

Passo 2
Supondo que seja aplicado uma força elétrica Fe = 1N 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 prótons, qual é a aceleração que cada próton adquire, sabendo-se que sua massa é m = 1,67 x 10^-24g.

Resposta :

FE = !N
N = 1x10^15 prótons
M = 1,67x10^-24 = 1,67 x 10kg^-27
F = m . a
1 = 1,67 . 10^-27 . 1 . 10^15.a
1 = 1,67 . !0^-12.a
1/1,67.10^-12 = a
0,599.10^12 = a
A = 0,599.10^12 m/s² ou a = 5,99.10^11 m/s²

Passo 3 Se ao invés de prótons,fossem acelerados núcleos de chumbo, que possuem uma massa 207 vezes maior que a massa de prótons.Determinar qual seria a força elétrica Fe necessária para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração de prótons.

Resposta :

R = m.a
Fe = 207.1,67.10^-27.10^15.5,99.10^11
Fe = 2.070,68 . 10 N

Passo 4

Considerar agora toda circunferência do acelerador conforme esquema figura.Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determinar qual valor da velocidade de cada próton em um instante em que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5 N . Determinar a fração da velocidade da luz ( c = 3 x 108 m/s)