Fisica

Etapa 1

1º Passo Diagrama

Passo 2 Suponha 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 = 1×1015 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: Despreze a força gravitacional e a força magnética. Fórmula: Definições: F=m. a Fe=1N np=1.1015prótons Mp=1,67.10-24g=>1,67.10-27Kg a=?

Resolução: 1=1,67.10-27x1.1015x a

a=11,67.10-12 Resposta: a=5,99.1011 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, determine qual seria a força elétrica Fe necessária, para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração dos prótons. Fórmula: Fe=m.a

Resolução: Fe=207x1,67.10-27x1.1015x5,99.1011 Resposta: Fe=2,07068.102N

Passo 4 Considere agora toda a circunferência do acelerador, conforme o esquema da figura 4. Assumindo que a força magnética Fm é a única que atua como força centrípeta e garante que os prótons permaneçam em trajetória circular, determine qual o valor da velocidade de cada próton em um instante que a força magnética sobre todos os prótons é Fm = 5,00 N. Determine a que fração da velocidade da luz (c = 3,00 × 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.

Fórmula:

Fcp=m.V²2r

Definições:

Fm=5N

m=1,67.10-27Kg

r=4.300m

V=?

Resolução: 5=1,67.10-27x1015xV²2x4300

V²=8600x51,67.10-12 => V²=430001,67.10-12 => V²=25748,5¹² => V=25748,5¹²

Resposta:

V=160,46. 106 m/s

2ª ETAPA
Passo 1 Determine qual é a força de atrito FA total que o ar que o cientista deixou no tubo aplica sobre os prótons do feixe, sabendo que a força elétrica Fe (sobre todos os 1×1015 prótons) continua tendo valor de 1,00 N.

Definições: Fórmula: Resolução:

T= 20ns= 20.10-6s S= 10m S=So+V.t+ a2.t² 10=0+0t+ax(20.10-6)²2

a=20400.10-12 => a=5.1010