Atps fisica ii etapas 1 e 2

FACULDADE ANHANGUERA
ENGENHARIA MECÂNICA E ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO

ATIVIDADE PRÁTICA SUPERVISIONADA
FÍSICA II

ETAPA 1

* Aula-tema: Leis de Newton

Essa etapa é importante para aprender a aplicar a segunda Lei de Newton em casos reais em que a força resultante não é apenas mecânica, como um puxão ou empurrão, um corpo. No caso do acelerador LHC, os prótons no seu interior estão sujeitos a uma força elétrica.
Para realizá-la, devem ser seguidos os passos descritos.

PASSOS

PASSO 1

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 que 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.
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Figura: Próton voando no interior do tubo do LHC

PASSO 2

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 = 1,67 x 10¯²⁴g. Atenção: Desprezar a força gravitacional e a força magnética.

FR=M×a
1=1015 × 1,67 ×10-24 ×10-3 a
11,67 × 10-12=a a=0,5988 ×1012 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, determinar qual seria a força elétrica Fe necessária para que os núcleos adquirissem o mesmo valor de aceleração dos prótons.

FR=M×a
FR=207 ×1015 × 1,67 ×10-24 ×10-30,5988
FR=206,99N

PASSO 4

Considerar agora toda a circunferência do acelerador,