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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.
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 = 1,67x10-24 g.
Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.
FE = 1N
n = 1.10 PROTONS
MP = 1,67. – 10 g = 1,67 . 10 kg
(n) = m . a
1 = 1,67. 10 . 1.10 a
1 = 1,67. 10 a
1 = a
1,67 . 10
0,599 . 10 = a
A = 5,99. 10 m/s
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 mesmo valor de aceleração dos prótons.
Mc = 207.1,67.10-24 = 3,4569.10-22 a = 5,99.1023m/s
F = 3,4569.10-22 .5,99.10-23
F = 2,07.10-44 N.