Forças Especiais.

CAPÍTULO Il
Forças Especiais: força gravitacional e força de atrito
Lei da Gravitação Universal
A relação entre as massas e a força gravitacional foi descoberta pelo físico inglês Isaac Newton (1642 – 1727) no século 17. Newton também observou que a força gravitacional está relacionada com a distância que separa os corpos de maneira inversamente proporcional, ou seja, quanto maior a distância entre os corpos, menor será força entre eles.
Esta etapa é importante para que você perceba como a variação na força resultante sobre um sistema pode alterar as condições do movimento desse sistema. Além disso, um novo tipo de força de atrito é explorado, o atrito com o ar, que em situações reais não é desprezível. Sabe-se que no interior do tubo acelerador é feito vácuo, ou seja retira-se quase todo o ar existente no tubo. Isso é feito para impedir que as partículas do feixe se choquem com as partículas do ar e percam energia e velocidade. Podemos assumir que esse efeito é equivalente a uma força de atrito FA que dificulta o movimento das partículas.
Suponha agora um cientista que se esqueceu de fazer vácuo no tubo acelerador.
Ele observa que os prótons acelerados a partir do repouso demoraram 20 anos para atravessarem uma distância de 10 m ao longo do tubo.
2.1. Aula-tema: Forças Especiais: força gravitacional e força de atrito.
2.1.1. 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 x 1015 prótons) continua tendo valor de 1,00 N.
Passo:1
-6
T = 20 ns= 20 . 10 s
S
2
= 10 m
S = So + VT + aT
2
2
-6
2
10 = 0 + 0T + aT ( 20 . 10 )
2
-12
20 = a 400 . 10
12
2 . 10 = a
40
12
10
2 a 2
= 0,05 . 10 = 5.10 m/s
10
Fe = 1 n
15
t
N = 10 p FA 0 FE
Fr = m . a
-27
15
10
Fe -FA = 1,67 . 10 . 10 . 5 . 10
-2
1 – FA = 8,35 . 10 = 8,35 = 0,0835
100
1 – 0,0835 = FA
FA = 0,92 n
2.1.2. Passo 2
Quando percebe o erro, o