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Apresentação parte 2
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Apresentação parte 2

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Apresentação do acadêmico Rafael Palota para a disciplina de Atividades de Ensino de Física III

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  • 1. Colidindo partículas: história, momentum e energia Parte 2
  • 2. O que vimos?
    • A origem dos aceleradores
    • Hoje
      • As partículas elementares
      • Alguns centros de pesquisas
    • O Grande Colisor de Hádrons ( LHC )
      • Alguns dados
      • Os detectores
    • Leis de conservação
      • Momentum linear
      • Energia
    • O que acontece no LHC ?
  • 3. Uma questão
    • Como pode duas partículas colidirem e, após a colisão, outras partículas de massas muito maiores do que estas surgirem?
  • 4. Uma melhor descrição da realidade
    • Como foi mencionado, as partículas que colidem no LHC chegam a velocidades próximas a da luz. Nessa condição, o formalismo newtoniano para a descrição do movimento não é apropriado.
  • 5. Uma melhor descrição da realidade
    • Quando trabalhamos com velocidades da ordem de c, entra em cena a teoria proposta por Einstein no início do século passado, a relatividade especial.
  • 6. Uma melhor descrição da realidade
    • Em 1905, Einstein desenvolve sua teoria em cima de dois postulados aparentemente simples:
    • As leis da física são as mesmas em todos os referenciais inerciais. Não existe um referencial absoluto.
    • A velocidade da luz na vácuo possui o mesmo valor c em todas as direções e em todos os referenciais inerciais.
  • 7. Uma melhor descrição da realidade
    • Usando esses postulados, ele chegou em resultados surpreendentes, conhecidos como equações de transformações de Lorentz :
  • 8. Uma melhor descrição da realidade
    • Das transformações d Lorentz, obtém-se dois outros resultados importantes, a ‘dilatação dos tempos’ e a ‘contração das distâncias’:
  • 9. Uma melhor descrição da realidade
    • O fator γ é conhecido com fator de Lorentz, dado por
  • 10. Uma melhor descrição da realidade
    • Quando dois prótons colidem em um dos detectores, quem observa do laboratório irá ver não duas ‘bolinhas’ chocando-se, como nas figuras anteriores, mas sim duas ‘panquecas’ colidindo, isso porque em velocidades próximas a c , quem esta em repouso no laboratório verá uma contração do tamanho das partículas na direção do movimento.
  • 11. Uma melhor descrição da realidade
  • 12. Uma melhor descrição da realidade
    • Agora, se continuarmos definindo o momentum de um partícula simplesmente como o produto de sua massa por sua velocidade, o momentum não será o mesmo para observadores situados em diferentes referenciais. Dessa forma, devemos mudar a definição do momentum para uma forma tal que a lei de conservação do momentum continue a ser respeitada.
  • 13. Uma melhor descrição da realidade
    • Nesse sentindo, iremos definir o momentum com sendo
    • sendo ∆x a distância percorrida pela partícula do ponto de vista de um observador externo e ∆t 0 o intervalo de tempo próprio, medido pela partícula.
  • 14. Uma melhor descrição da realidade
    • Com essa nova definição, podemos chegar a conclusão de que o momentum é
  • 15. Uma melhor descrição da realidade
    • Ou ainda, como ∆x/ ∆t é velocidade v da partícula, temos:
    • Em termos vetoriais,
  • 16. Uma melhor descrição da realidade
    • Com essa nova formulação, podemos determinar uma nova relação entre momentum e energia total. Essa nova relação é expressa como
  • 17. Uma melhor descrição da realidade
    • Desta relação, podemos chegar a equação mais conhecida da física, a equação de equivalência entre massa e energia, proposta por Einstein:
  • 18. Uma melhor descrição da realidade
  • 19.
    • Perguntas?
  • 20.
    • Obrigado

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