Fisica

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FÍSICA I
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
ETAPA 3 E 4

ENGENHARIA ELETRÔNICA
TURMA: 2ºAn

SÃO BERNARDO DO CAMPO
2012


FÍSICA I
ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS
ETAPA 3 E 4

ENGENHARIA ELETRÔNICA
TURMA: 2ºAn

Atividades práticas supervisionada do curso de
Engenharia de Eletrônica da disciplina de Física I
sobre acelerador de partícula LHC sob orientaçãoda profª Elaine Ramos.

SÃO BERNARDO DO CAMPO
2012

SUMÁRIO
INTRODUÇÃO 4
1-ETAPA 3: Trabalho e Energia 5
1.1-Passo 1 5
1.2-Passo 2 6
1.3-Passo 3 8
1.4-Passo 4 9
2-ETAPA4: Momento linear e Impulso. 11
2.1-Passo1 11
2.2-Passo2 12
2.3-Passo 3 14
2.4-Passo 4 18
Atividade complementar 21
Antimatéria e o acelerador de partícula 21Referência Bibliográfica 23

INTRODUÇÃO

Nesta atividade aplicaremos o teorema do trabalho e energia cinética e como calcular a energia de um sistema de partículas, determinar o centro de massa de um sistema de partículas e usar os princípios de conservação da energia cinética e do momento linear. Na etapa 3 vamos comparar os resultados da mecânica clássica com a mecânica relativística e entenderqual é o limite de validade da aproximação clássica da mecânica e quais são os fatores mais importantes para definir o limite de um modelo. E na etapa 4 vamos resolver matematicamente a colisão entre os dois feixes acelerados no LHC e como os cientistas possam entender a explosão inicial do Universo.

1-ETAPA 3: Trabalho e Energia
Nesta etapa iremos estudar os fenômenos das partículas atômicascomparando os cálculos clássicos dos cálculos relativísticos. E entender qual é o limite de validade da aproximação clássica da mecânica e quais são os fatores mais importante para definir o limite de aplicação de um modelo.
1.1-Passo 1
Determinem quais seriam os valores de energia cinética Ec de cada próton de um feixe acelerado no LHC na situação em que os prótons viajam asvelocidades:v1=6,00x107m/s (20% da velocidade da luz), v2=1,50x108 m/s (50% da velocidade da luz) ou v3=2,97x108m/s (99% da velocidade da luz).
Dados
mp=1,67x10-27kg
v1=6,00x107m/s
v2=1,50x108m/s
v3=2,97x108m/s
Formula:
Ec=12mv2
Resolução:
Ec1=12.1,67x10-27.(6,00x107)2
Ec1=12.1,67x10-27.36,00x1014
Ec1=12.60,12x10-13Ec1=3,01x10-12J
………………………………………………….
Ec2=12.1,67x10-27.1,50x1082
Ec2=12.1,67x10-27.2,25x1016
Ec2=12.3,76x10-11
Ec2=1,88x10-11J
………………………………………………………….
Ec3=12.1,67x10-27.2,97x1082
Ec3=12.1,67x10-27.8,82x1016
Ec3=12.14,73x10-11
Ec3=7,36x10-11J

Resposta:
Segundo os cálculos os valores obtidosforam:
* Velocidade do próton em v1=6,00x107m/s:
Ec1=3,01x10-12J
* Velocidade do próton em v2=1,50x108m/s:
Ec2=1,88x10-11J
* Velocidade do próton em v3=2,97x108m/s:
Ec3=7,36x10-11J

1.2-Passo 2

Sabendo que para os valores de velocidade do Passo 1, o cálculo relativístico da energia cinética nos dá:Ec1=3,10x10-12J,Ec2=2,32x10-11J e Ec3=9,14x10-10J, respectivamente; determinequal é o erro percentual da aproximação clássica no cálculo da energia cinética em cada um dos três casos. O que você pode concluir?
Fórmula:
Erro (%) =Ecclássica-EcrelativísticaEcrelativísticax100
Dados:
Ecclássica
Ec1=3,01x10-12J
Ec2=1,88x10-11J
Ec3=7,36x10-11J

Ecrelativística
Ec1=3,10x10-12J
Ec2=2,32x10-11JEc3=9,14x10-10J

Resolução:
Ec1
Erro (%) =3, 01x10-12-3, 10x10-123, 10x10-12x100
Erro (%) =-9, 00x10-143, 10x10-12x100
Erro (%) =9, 00x10-143, 10x10-12x100
Erro (%) =2,9x10-2x100
Erro (%) =2,9%

Ec2
Erro (%) =1, 88x10-11-2, 32x10-112, 32x10-11x100
Erro (%) =1, 88x10-11-2, 32x10-112, 32x10-11x100
Erro (%) =-0, 44x10-112, 32x10-11x100
Erro (%) =44, 00x10-132, 32x10-11x100
Erro (%)...
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