fisica 2

ETAPA 3
_ Aula-tema: Trabalho e Energia.
Essa etapa é importante para aprender a calcular a energia de um sistema de
Partículas e a aplicar o teorema do trabalho e energia cinética a esse sistema, além da Aplicação de um modelo.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.
PASSOS
Passo 1 (Equipe)
Determinar (usando a equação clássica Ec = 0,5mv2) quais são os valores de energia cinética Ec de cada próton de um feixe acelerado no LHC, na situação em que os prótons viajam às Velocidades: v1 = 6,00 J 107 m/s (20% da velocidade da luz), v2 = 1,50 J 108 m/s (50% da Velocidade da luz) ou v3 = 2,97 J 108 m/s (99% da velocidade da luz).
Ec1 0,5 x 1,67x10-27 (6,0x107)2 = 3,00x10-12 J
Ec2 0,5 x 1,67x10-27 (1,5x108)2 = 1,87x10-11 J
Ec3 0,5 x 1,67x10-27 (2,97x108)2 = 7,3655x10-11 J
Passo 2 (Equipe)
Sabendo que para os valores de velocidade do Passo 1, o cálculo relativístico da energia cinética nos dá: Ec1 = 3,10 x 10-12 J, Ec2 = 2,32 x 10-11 J e Ec3 = 9,14 x 10-10 J, respectivamente; determinar qual é o erro percentual da aproximação clássica no cálculo da energia cinética em cada um dos três casos. O que se pode concluir?
Ec1 = 3,10x10-12 J
Ec2 = 2,32x10-11 J
Ec3 = 9,14x10-10 J
Erro (%) = |Ecclássica - Ecrelativística | x 100 EcRelativistica
3,0 – 3,10 = 3% 3,10
1,87x1011 – 2,32x10-11 x 100 = 19,39% 2,32x10-11
7,36x1011 – 9,14x10-10 x 100 = 91,94% 9,14x10-10
Passo 3 (Equipe)
Considerando uma força elétrica Fe = 1,00 N (sobre os 1 x 1015 prótons do feixe), determinar qual é o trabalho realizado por essa força sobre cada próton do feixe, durante uma volta no anel acelerador, que possui 27 km de comprimento.
T = Fe d x cos 0°
D = 27km = 27000m
T = 1x 27000x 1J
27000 J
Passo 4 (Equipe)
Determinar qual é o trabalho W realizado pela força elétrica aceleradora Fe, para acelerarcada um dos prótons desde uma velocidade igual a 20% da velocidade