atps de fisica ii etapa 2,3,4 pronta.docx

Upload: daniellimalima

Post on 03-Jun-2018

227 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    1/28

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    2/28

    2

    INTRODUO

    O LHC o maior instrumento de investigao cientifica j construdo. Ele ir co

    frontalmente prtons que circularo em direo opostas em um tnel de 27 km de comprimen100 metros de profundidade na fronteira entre a Sua e a Frana.Colocar esse complexo em operao requereu o esforo de quase 20 anos de trabalho de milde cientistas e custou, aproximadamente, 10 bilhes de dlares.O LHC teve os feixes circulando em ambos os sentidos a uma energia de 0,45 TeV, e cometambm a operar na energia projetada de 14 TeV, o que ir representa uma nova fronteira pa busca da resposta que a humanidade desde a antiguidade pergunta Do que feito o Mundo? O LHC ir reproduzir as condies extremas existentes nos primeiros instantes do iniciuniverso; reproduzi-las a cerca de 10 milhes de vezes por segundo, colidindo prtons c prtons energia comparvel com a existente quando o universo tinha apenas um dcim bilionsimo de segundo, aps a grande exploso inicial que lhe deu origem, o Big Bang. Descobrir o Bson de Higgs sem duvida o principal objetivo do projeto do LHC, pois elnica pea que falta no quebra cabea da teoria vigente, o modelo padro.

    Alguns valores relativos s caractersticas do LHC para permitir fazer-se uma ideia daenormidade e do que esses valores representam a escala humana.

    Caracteristicas Valores Equivalentes

    Circuferencia ~ 27Distancia percorrida em 10 horas por um feixe ~ 10 bi lhoes km Uma ida e vol ta a NeptunoNumero de voltas no tunel por segundo 11.245Velocidade dos portes entrada do LHC 229.732.500 m/s 99.9998 % da velocidade da luzVe locidade dos porte s na col iso 229.789.760 m/s 99.9999991% da vel oci dade da l uzTemperatura da coliso ~ 10 6 C 1 Milho de vezes mais quente do

    que centro do Sol.Temperatura dos crio ims 1,9 (-271,3 C) Temperatura inferior do espao

    intersideral ( 2,7 K, -270,5 C)Quantidade de Hlio necessario ~ 120 TVolume do vazio isolando crioims ~ 9.000 m Volume da nave de um CatedralPresso do vazio no feixe ~ 10 - atm Presso 10 vezes inferior da luaConsumo Eletrico ~ 120 MW O dobro de um Airbus em viagem de Cruzeiro

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    3/28

    3

    Etapa 1

    Passo 1

    Suponha um prton que voa acelerado, pela fora eltrica Fe, no interior do anel do LHC, nregio que o anel pode ser aproximado por um tubo retilneo, conforme o esquema da figuSuponha ainda que nessa regio o nico desvio da trajetria se deve a fora gravitacional que esse desvio corrigido (ou equilibrado) a cada instante por uma fora magntica Fm aplao prton. Nessas condies, desenhe no esquema o diagrama das foras que atuam sob prton.

    Projeto LHC Euro

    LHC 4,6 Milhares 3 MilharesNavette Espacial Endeavour (Nasa) 1,9 Milhares 1,3 MilharesTelescpio Hubble ( Esa / Nasa) 1,6 Milhares 1,1 MilharesPorta Avies 2,9 Milhares 2 MilharesPonte de Oresund ( Dinamarca) 5,7 Milhares 4 MilharesJogos Olimpicos Atenas ( 2004) 16 Milhares, C 11,2 MilharesOramento de uma corrida de F1 2,3 Millhares 1,6 MilharesGrande quia F1 535 Milhares 375 Milhares

    Preos

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    4/28

    4

    Passo 2

    Suponha que seja aplicada uma fora eltrica Fe 1,00 N sobre o feixe de prtons.

    Sabe-se que em mdia o feixe possui um nmero total n = 1x10 prtons. Se essa fora eltrresponsvel por acelerar todos os prtons, qual a acelerao que cada prton

    adquire, sabendo-se que sua massa m p = 1,67 JJ10 g.Ateno: Desprezar a fora gravitacional e a fora magntica.

    FE = 1Nxn = 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

    15

    15

    -24 15

    -27 15

    -12

    -12

    12

    -24

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    5/28

    5

    A = 5,99. 10 m/s

    Passo 3Se ao invs de prtons, fossem acelerados ncleos de chumbo, que possuem uma massavezes maior que a massa dos prtons, determine qual seria a fora eltrica Fe necessria, paros ncleos adquirissem o mesmo valor de acelerao dos prtons.

    R = m.a

    FE = 207 . 1,67 . 10 . 10 . 5,99 . 10

    FE = 2070,68 . 10

    FE = 2070,68 = 207,068 n = 2,07068 . 10

    10

    Passo 4Considere agora toda a circunferncia do acelerador, r=4,3km. Assumindo que a fora magnFm a nica que atua como fora centrpeta e garante que os prtons permaneam em trajecircular, determine qual o valor da velocidade de cada prton em um instante que a fmagntica sobre todos os prtons Fm = 5,00 N. Determine a que frao da velocidade da l= 3,00 x 108 m/s) corresponde esse valor de velocidade.

    F centrpeta =_V_2r

    11 2

    -27 15 11

    -1 N

    2 N

    2

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    6/28

    6

    FM = 5 NR = m . aFCP =m . Acp

    FCP = MV2 R

    5 = 1,67 . 10 . 10 . V2.4300

    5 . 2 . 4300 = V

    1,67 . 10

    V = 25.748,5 . 10

    V = 25748,5 . 10

    V = 160,46.10 m/s

    V = 1,6046.10 m/s

    Etapa 2

    Passo 1

    - 27 15 2

    2

    -12

    12

    2 12

    6

    8

    2

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    7/28

    7

    Determine qual a fora de atrito FA total que o ar que o cientista deixou no tubo aplica sob prtons do feixe, sabendo que a fora eltrica Fe (sobre todos os 1 x 10 prtons) continua tvalor de 1,00 N.

    T = 20 ns= 20 . 10 sS = 10 mS = So + VT + aT

    2

    10 = 0 + 0T + aT ( 20 . 10 )

    2

    20 = a 400 . 10

    2 . 10 = a40

    a = 0,05 . 10 = 5.10 m/s10

    Fe = 1 n

    N = 10 p FA 0 FE

    Fr = m . a

    Fe - FA = 1,67 . 10 . 10 . 5 . 10

    1 FA = 8,35 . 10 = 8,35 = 0,0835

    2

    2 -62

    -12

    12

    1210 2

    15 t

    15 10

    -2

    2

    -6

    15

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    8/28

    8

    100

    1 0,0835 = FA

    FA = 0,92 n

    Passo 2Quando percebe o erro, o cientista liga as bombas para fazer vcuo. Com isso ele consgarantir que a fora de atrito FA seja reduzida para um tero do valor inicial. Nesse cdetermine qual a leitura de acelerao que o cientista v em seu equipamento de medio.

    FA = 0,92 = 0,31 n3

    R = m . a

    Fe - Fa = 1,67 . 10 . 10 . a

    1 - 0,31 = 1,67 . 10 . a

    0,69 = 1,67 . 10. a

    a = 0,69 . 10 = 0,41. 10 = 4,1. 10 m/s1,67

    Passo 3Para compensar seu erro, o cientista aumenta o valor da fora eltrica Fe aplicada sobr prtons, garantindo que eles tenham um valor de acelerao igual ao caso sem atrito (passoETAPA 1). Sabendo que ele ainda est na condio em que a fora de atrito FA vale um ter

    -27

    -27 15

    -12

    -12

    12 12 2

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    9/28

    9

    atrito inicial, determine qual a fora eltrica Fe que o cientista precisou aplicar aos prtonfeixe.

    R = m.a Fa 2 0 FeFe= 1n

    1 = Fe - Fa1 = Fe - 0,31Fe = 1,31 nPasso 4Adotando o valor encontrado no passo 3, determine qual a razo entre a fora Fe impostacientista aos prtons do feixe e a fora gravitacional Fg, imposta pelo campo gravitacionTerra aos mesmos prtons. Comente o resultado.

    Fe 1,31 = 1,31Fg = 0,08 . 10 = 8 . 10

    10 . 1,67 . 10 . 9,8 16,37 . 10

    R = m.aFg = mg = m . 9,8

    Elaborar um texto, contendo os 4 passos, este dever ser escrito obedecendo s regraformatao descritas no item padronizao e entregar ao professor responsvel em uma previamente definida.

    Texto:

    15 -27 12

    12 10

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    10/28

    10

    Est Etapa nos ajudou a entender de como crucial a ao da fora em um Sistema. de suma importncia conseguir entender como se calcular a fora para saber quando vai halguma variao na sua utilizao, pois s assim saberemos equilibrar uma fora qua

    necessrio, em uma situao problema do nosso dia-a-dia.

    Etapa 3

    Passo 1Determinar (usando a equao clssica Ec = 0,5mv) quais seriam os valores de energia cinEc de cada prton de um feixe acelerado no LHC na situao em que os prtons viajamvelocidades: v1 = 6,00 x 10m/s (20% da velocidade da luz), v2 = 1,50 x 10 m/s (50%

    velocidade da luz) ou v3 = 2,97 x 10 m/s (99% da velocidade da luz).

    Ec1=12.1,67x10-27.(6,00x107)2Ec1=12.1,67x10-27.36,00x1014Ec1=12.60,12x10-13Ec1=3,01x10-12J

    .

    Ec2=12.1,67x10-27.1,50x1082Ec2=12.1,67x10-27.2,25x1016Ec2=12.3,76x10-11Ec2=1,88x10-11J. Ec3=12.1,67x10-27.2,97x1082

    2

    7 8

    8

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    11/28

    11

    Ec3=12.1,67x10-27.8,82x1016Ec3=12.14,73 x 10 - 11Ec3=7,36x10-11J

    Segundo os clculos os valores obtidos foram:* Velocidade do prton em v1=6,00x107m/s:

    Ec1=3,01x10-12J

    * Velocidade do prton em v2=1,50x108m/s:Ec2=1,88x10-11J

    * Velocidade do prton em v3=2,97x108m/s:Ec3=7,36x10-11J

    Passo 2

    Sabendo que para os valores de velocidade do Passo 1, o clculo relativstico da energia cinnos d: Ec1=3,10x10 J, Ec2 = 2,32 x 10 J e Ec3 = 9,14 x 10 - 10J, respectivamente; determqual o erro percentual da aproximao clssica no clculo da energia cintica em cada umtrs casos. O que voc pode concluir?

    Ec1Erro (%) =3, 01x10-12-3, 10x10-123, 10x10-12x100Erro (%) =-9, 00x10-143, 10x10-12x100Erro (%) =9, 00x10-143, 10x10-12x100

    Erro (%) =2,9x10-2x100Erro (%) =2,9%

    Ec2Erro (%) =1, 88x10-11-2, 32x10-112, 32x10-11x100Erro (%) =1, 88x10-11-2, 32x10-112, 32x10-11x100

    -12 -11 -10

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    12/28

    12

    Erro (%) = - 0, 44x10-112, 32x10-11x100Erro (%) = 44, 00x10-132, 32x10-11x100Erro (%) = 18,96x10-2x100

    Erro (%) = 18,96%

    Ec3Erro (%) = 7, 36x10-11-91, 40x10-1191, 40x10-11x100Erro (%) = - 84, 04x10-1191, 40x10-11x100Erro (%) = 84, 04x10-1191, 40x10-11x100Erro (%) = 91,95%

    Segundo os clculos os valores obtidos foram:* Energia cintica com velocidade v1=6,00x107m/s:

    Erro (%) =2,9%

    * Energia cintica com velocidade v2=1,50x108m/s:Erro (%) =18,96%

    * Energia cintica com velocidade v3=2,97x108m/s :Erro (%) =91,95%

    Resposta: O erro percentual do clculo da mecnica clssica com relao com a mecnicarelatividade demonstra que quando um corpo qualquer como o caso da partcula, o prtoaproxima da velocidade da luz, o erro tende a aumentar. Isso quer dizer que a partir do momque a partcula se aproxima da velocidade da luz, a diferena da energia cintica ir aumenta

    E a teoria da mecnica clssica s valida em corpos que estejam em velocidades em at 20velocidade da luz, quando a energia cintica da mecnica clssica e da mecnica relativstmuito prxima.

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    13/28

    13

    Passo 3

    Considerando uma fora eltrica Fe=1,00N(sobre os 1x10 prtons de feixe), na situao atrito, determine qual o trabalho W realizado por essa fora sobre cada prton do feixe, duuma volta no anel acelerador, que possui 27 km de comprimento.

    Formula:W=F.dW=trabalho(J)F=fora(N)d =deslocamento(m)

    Dados:Fe=1,00N

    n=1x10prtonsd=27 km ou 27 x 103 m

    Resoluo:Wt = 1,00 x 27 x 103Wt = 27 x 103J

    O trabalho realizado em cada prton27 x 103 J ---- 1 x 10 prtons X ----- 1 prton

    1 x 10 x = 27 x 103X = 27 x 1031 x 10X = 27 x 10 - 12J

    15

    15

    15

    15

    15

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    14/28

    14

    Resposta: O trabalho realizado sobre cada prton de Wp = 27x10-12J, sendo que no feix prton so necessrios Wt = 27 x 10.

    Passo 4

    Determine qual o trabalho W realizado pela fora eltrico acelerado Fe, para acelerar caddos prtons desde uma velocidade igual a 20% da velocidade da luz at 50% da velocidadluz, considerando os valores clssicos de energia cintica, calculados no Passo 1. Detertambm qual a potencia mdia total P dos geradores da fora eltrica (sobre todos os prtono sistema de gerao leva 5us para acelerar o feixe de prtons de 20% a 50% da velocidadluz.

    Frmula:* Teorema da energia cintica

    W=Ecf-EciW=trabalho(J)Ecf = energia cintica final

    Eci = energia cintica inicial

    * Potncia:P =Wt

    Dados:

    Ec1 = 3,01 x 10 - 12J (20%da velocidade da luz)Ec2 = 1,88 x 10 - 11J (50% da velocidade da luz)

    t=5us

    Resoluo:

    -3

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    15/28

    15

    Trabalho realizado pela fora eltrica aceleradoraW = 18,8 x 10 12 -3,01 x 10 - 12W = 15,79 x 10 - 12J

    Potncia mdia total dos geradores da fora eltrica.* Potencia em cada prton

    P=15,79x10-125x10-6P=3,16x10-6W

    * Potencia sobre todos os prtonsPtotal = 3,16 x 10 6 x 1 x 1015Ptotal = 3,16 x 109W

    Resposta:O trabalho realizado pela fora eltrica sobre cada prton na acelerao de W=15,79 - 12J.A potncia mdia total dos geradores de fora eltrica sobre todos os prtons Ptotal=3,16x109W

    Elaborar um texto, contendo os 4 passos, este dever ser escrito obedecendo s regraformatao descritas no item padronizao e entregar ao professor responsvel em uma previamente definida.

    Texto:

    O conceito e uso da palavra energia se refere ao potencial inato para executar trabalho ou rea

    uma ao. O termo energia tambm pode designar as reaes de uma determinada conditrabalho.E atravs dessa etapa e com o desenvolvimento de todos os passos ouve-se uma boa noose calcular com se utilizar a energia na diversas reas da fsica, de forma que os clculos tenum fundamento de distribuio correto desta energia.

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    16/28

    16

    Etapa 4Passo1

    Determinar a posio do centro de massa do sistema composto por um feixe de prtons(P) qucolidir com um feixe de ncleos de chumbo (Pb), no interior do detector ATLAS, supondoambos os feixes se encontram concentrados nas extremidades opostas de entrada no detecom uma separao de 46m entres eles. O feixes de prtons possui 1 x 10 prtons ,enquantochumbo possui 3 x 10 ncleos. Lembre-se que a massa de cada ncleo de chumbo vale 207 a massa de um prton.

    Frmula de centro de massa:

    Cm = mP.s1+mPb.s2mP+mPb

    Cm = posio do centro de massa

    mP = massa dos prtons

    mPb = massa dos ncleos de chumbo

    s1 = posio dos prtons

    s2 = posio dos ncleos de chumbo

    Dados:

    P = 1 x 1015prtons

    Pb=3x1013ncleos

    Resoluo:

    15 13

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    17/28

    17

    Calculo de massa de prtons

    mP=1x1015x1,67x10-27

    mP=1,67x10-12kg

    Calculo de massa de ncleos de chumbo

    mPb = 207 x 1,67 x 10 - 12

    mPb = 345,69 x 10 - 12kg

    Posio do centro de massa do sistema

    Cm = 1,67 x 10 - 12.0 + 345,69 x 10 - 12.461,67 x 10 12 + 345,69 x 10 - 12

    Cm=15901,74 x 10 - 12347,36 x 10 -12

    Cm = 45,78m

    Resposta: A posio do centro de massa do sistema de Cm=45,78m no eixo x.

    Passo2

    Calcule o vetor linear total p de cada feixe descrito no Passo 1, sendo as velocidades escalar= 6,00 x 10m/s e vPb = 5,00 x 10 m/s. Em seguida ,calcule o valor do momento linear total sistema de partculas.

    Formula:

    7 7

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    18/28

    18

    P=m.v

    Dados:

    mP=1,67 x 10 - 12kg

    mPb = 345,69 x 10 - 12kg

    vp = 6,00 x 107 m/s

    vPb = - 5,00 x 106 m/s

    Resoluo:

    * Calculo do vetor linear total do feixe dos prtons.

    Pp = 1,67 x 10 - 12.6,00 x 107

    Pp = 1,00 x 10 - 4 kgms

    Pp = 1,00 x 10 4 kgms

    * Calculo do vetor linear total do feixe dos ncleos de chumbo

    Ppb=-345,69x10-12.5,00x106

    Ppb=-1,73x10-3kgms

    Ppb=1,73x10-3kgms

    * Calculo do valor do momento linear total P do sistema de partculas

    P = Pp + Ppb

    P = 1,00x10-4-17,3x10-4

    P = - 16,3x10-4kgms

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    19/28

    19

    P = 16,3 x10 - 4kgms

    Resposta:

    O vetor do momento linear total de cada feixe o seguinte:

    O valor do momento linear total do feixe de prton Pp=1,00x10-4kgms

    O valor do momento linear total do feixe do ncleo de chumbo Ppb=1,73x10-3kgms

    O valor do momento linear do sistema P=16,3x10-4kgms

    Passo 3

    Considere agora que cada prton colide elasticamente apenas com um ncleo de chumbo, sevelocidade de cada um deles dada no Passo 2. Nessa condio ,um cientista observou que umas dessas colises o ncleo de chumbo se dividiu em 3 fragmentos, tendo o primeiro m107 vezes maior que a massa do prton e os outros dois massas iguais ,de valor 50 vezes m

    que a massa do prton .Os dois fragmentos menores foram observados em regdiametralmente opostas no interior do detectou ATLAS, cada um em uma direo formandoangulo de 30 graus com a direo da reta de coliso ,conforme esquematizado na figura 6. Ncondies, determine quais so os mdulos das velocidades do prton, do fragmento maior fragmentos menores de chumbo aps a coliso, sabendo que o mdulo da velocidadefragmentos menores igual ao dobro do mdulo da velocidade do fragmento maior.

    Frmula:

    Momento linear

    P = m.v

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    20/28

    20

    Pi = Pf

    Equao geral da coliso

    vPf = mP-mPbmp+mPb.vPi+2mPbmp+mPb.vPbi

    vPi = velocidade inicial do prton

    vpf = velocidade final do prton

    vPb i= velocidade inicial do ncleo de chumbo

    mP = massa do prton

    mPb=massa do chumbo

    Dados:

    vPi = 6,00 x 107m/s

    vPbi = 5,00 x 106m/s

    mP=1,67 x 10 27 kg

    mPb = 3,46 x 10 25 kg

    Resoluo:

    Calculo do momento linear antes da coliso

    * Momento linear do prton

    PPi = 1,67 x 10 - 27.6,00 x 107

    PP = 1,00 x 10 - 19kg.ms

    PPi = 1,00x10-19kg.ms

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    21/28

    21

    * Momento linear do ncleo de chumbo

    PPbi=3,46x10-25.(-5,00x106)

    PPbi=-1,73x10-18kgms

    PPbi=1,73x10-18kgms

    * Soma total do momento linear inicial

    Pi=1,00x10-19-1,73x10-18

    Pi=-1,63x10-18 kgms

    Pi=1,63x10-18 kgms

    *Calculo da velocidade do prton depois da coliso.

    vPf=1,67x10-27-3,46x10-251,67x10-27+3,46x10-25.6,00x107+23,46x10-251,67x10-

    27+3,46x10-25.(5,00x106.cos180)

    vPf=-0,99x6,00x107+2(-5,00x106)

    vPf=-69,4x106m/s

    vPf=69,4x106m/s

    Calculo das velocidades do fragmento maior e dos fragmentos menores de chumbo

    * Calculo do momento linear final do prton e do ncleo de chumbo

    Nas colises elsticas a energia cintica dos corpos envolvidos na coliso pode variar, menergia cintica do sistema se mantm constante. E o momento linear total tambm consantes e depois da coliso, portanto:

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    22/28

    22

    Pi = Pf

    Pf = 1,63 x 10 - 18 kgms

    * Calculo do momento linear final do prton

    PPf =1,67x10-27x69,4x106

    PPf=1,16x10-19kgms

    PPf=1,16x10-19kgms

    * Calculo do momento linear final do ncleo de chumbo

    PPbf = Pf - PPf

    PPbf = 1,63 x 10 18 - 1,16 x 10 - 19

    PPbf = 1,51 x 10 - 18kgms

    PPbf = 1,51 x 10 - 18kgms

    * Calculo da velocidade final do fragmento maior e dos fragmentos menores

    Momento linear do eixo x

    PPbfx = 107 mp.vPbf.cos180+50mp.2vPbf.cos150+50mp.2vPbf.cos210

    PPbfx = 107 x 1,67 x 10 27 .vPbf.cos180 + 100 x 1,67 x 10 - 27 .vPbf.cos150+ 100x1,67x17.vPbf.cos210

    PPbfx=-1,79x10-25.vPbf-1,45x10-25.vPbf-1,45x10-25.vPbf

    PPbfx=-4,69x10-25.vPbf

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    23/28

    23

    PPbfx=4,69x10-25.vPbf

    Momento linear do eixo y

    PPbfy=107mp.vPbf.sin180+50mp.2vPbf.sin150+50mp.2vPbf.sin210

    PPbfy=107x1,67x10-27.vPbf.sin180+100x1,67x10-27.vPbf.sin150+100x1,67x10.vPbf.sin

    PPbfy=0+8,35x10-26.vPbf-8,35x10-26.vPbf

    PPbfy = 0

    PPbfy = 0

    Velocidade do fragmento maior

    PPbf=PPbfx+PPbfy

    1,51x10-18=4,69x10-25.vPbaf +0

    vPb107f=1,51x10-184,69x10-25

    vPb107f=3,22x106m/s

    Velocidade dos fragmentos menores

    vPb50f=2x3,22x106

    vPb50f=6,44x106m/s

    Resposta:

    A velocidade do prton: vPf=69,4x106m/s

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    24/28

    24

    A velocidade do fragmento maior de chumbo: vPb107f=3,22x106m/s

    As velocidades dos fragmentos menores de chumbo: vPb50f=6,44x106m/s

    Passo 4

    Sabendo que a deteco dos fragmentos no momento em que cada um deles atravessa as pado detector e considerando a coliso descrita no Passo 3, determine qual o impulso transfer

    parede do detector ATLAS pelo prton Jpe pelo fragmento maior de chumbo JPb107, apcoliso. Considere que aps atravessar a parede a velocidade do prton P se tornou 1o vmenor que a calculada no Passo 3,enquanto a velocidade final do fragmento de chuPb107(aps atravessar a parede do detector)se tornou 50 vezes menor que a calculadora no 3.

    Formula

    * Teorema do impulso

    J=Pf-Pi

    Dados

    PPi=1,16x10-19kgms

    v Pi=69,4x106m/s

    vPb107i=3,22x106m/s

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    25/28

    25

    Resoluo

    Calculo do momento linear do fragmento maior do ncleo de chumbo

    PPb107i=107x1,67x10-27x3,22x106

    PPb107i=5,75x10-19kgms

    Velocidade do prton aps atravessar a parede do ATLAS

    vPf=69,4x10610

    vPf=6,94x106m/s

    Velocidade do fragmento do ncleo de chumbo aps atravessar a parede do ATLAS

    vPb107f=3,22x10650

    vP107f=64,4x103m/s

    Calculo do momento linear do prton aps atravessar a parede

    PPf = 1,67 x 10 27 x 6,94 x 106

    PPf = 1,16 x 10 - 20 kgms

    Calculo do momento linear do fragmento do maior do ncleo de chumbo aps atravessar a pa

    PPb107f=107x1,67x10-27x64,4x103

    PPb107f=1,15x10-20kgms

    Calculo do impulso transferido pelo prton

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    26/28

    26

    Jp=1,16x10-20-1,16x10-19

    Jp=-1,04x10-19Ns

    Jp=1,04x10-19Ns

    Calculo do impulso transferido pelo fragmento de chumbo

    Jp=1,15 x 10 20 - 5,75 x 10 -19

    Jp = - 5,63 x 10 19 Ns

    Jp = 5,63 x 10 19 Ns

    Resposta:

    Os impulsos transferidos so:

    Impulso pelo prton: Jp = 1,04 x 10 19 Ns

    Impulso pelo fragmento maior de chumbo: Jp=5,63x10-19Ns

    Elaborar um texto, contendo os 4 passos, este dever ser escrito obedecendo s regraformatao descritas no item padronizao e entregar ao professor responsvel em uma previamente definida.

    Texto:Esta etapa nos ajudou a calcular a quantidade de massa que dever haver em um sist juntamente com a energia imposta a esse sistema para que no mbito geral esse sistema posum funcionamento correto.

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    27/28

    27

    Concluso

    Aps a concluso deste trabalho, encontramos o objetivo do LHC que seria tentar explicorigem da massa das partculas elementares e encontrar outras dimenses do espao, entre ocoisas. Uma dessas experincias envolve a partcula bson de Higgs. Caso a teoria dos campHiggs estiver correta, ela ser descoberta pelo LHC. Procura-se tambm a existnciasupersimetria. As experincias por meio do LHC devem permitir descobrir vrias partcdotadas de todas as cargas de energia e exercendo as mesmas interaes que as partculaModelo Padro Conhecidas.

  • 8/11/2019 ATPS DE FISICA II ETAPA 2,3,4 PRONTA.docx

    28/28

    28

    Referencias Bibliogrficas

    http://anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/normascitacao.htm

    http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/

    http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/3_folha_de_rosto.h

    http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/13_sumario.htm

    http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/14_intruducao.htm

    http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/15_desenvolviment

    m

    http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/http://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/3_folha_de_rosto.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/3_folha_de_rosto.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/13_sumario.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/13_sumario.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/14_intruducao.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/14_intruducao.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/15_desenvolvimento.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/15_desenvolvimento.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/15_desenvolvimento.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/15_desenvolvimento.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/15_desenvolvimento.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/14_intruducao.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/13_sumario.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/3_folha_de_rosto.htmhttp://www.anhanguera.com/bibliotecas/normas_bibliograficas/Arquivos/