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ETAPA-3: Trabalho e Energia PASSO-01
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 daluz). Ec=m .v22
Ec1=1,6 .10-276 . 10722
Ec1=3,006 . 10-12J
Ec2=1,67 . 10-27 . 1,5 . 10822
Ec2=1,87875 . 10-11J
Ec3=1,67 . 10-27 . 2,97 . 10822
Ec3=7,3654515 . 10-11J

PASSO-02
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?
ERRO(%)=I Ec – Ec I X 100 Ec erro=Ecclas-EcrelEcrel*100Z erro1=3,006 . 10-12-3,10 . 10-123,10 . 10-12 . 100 erro1=-3,032% erro2=1,87875 . 10-11-2,32 . 10-12,32 . 10-1 . 100 erro2=-19,02% erro3=7,3654515 . 10-11-9,14 . 10-10 9,14 . 10-10 . 100 erro3≅-805% PASSO- 03
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.

Fe=m.a a=110-12 a≅5,988.1011

Fe1=m1a
Fe1=1,67.10-27.5,988.1011
Fe1=10-15N w=F.d w=27.103.10-15 w=27.10-12J PASSO-04
Determinar qual é o trabalho W realizado pela força elétrica aceleradora Fe, para acelerar cada um dos prótons desde uma velocidade igual a 20% da velocidade da luz até 50% da velocidade da luz, considerando os valores clássicos de energia cinética, calculados no Passo 1. Determinar também qual é a potência média total P dos geradores da força elétrica (sobre todos os prótons), se o sistema de geração leva 5 μs