Fysik
Racerbane for protoner
Protonerne i LHC bevæger sig med 99,9999991% af lysets fart, når dens energi er 7 TeV. Omkredsen i LHC er 27 km.
a) Hvor mange gange når protonerne rundt i ringen pr. sekund?
b) Hvis et bundt protoner fra LHC kunne sendes til Månen samtidig med et lyssignal, hvor meget ville de så være bagefter ved ankomsten?
Når LHC kører med fuld intensitet er der 2808 bundter af protoner, som hver indeholder 100000000000 protoner.
c) Hvor stor er den elektriske strømstyrke i hver af ringene i LHC?
d) Hvor stor er den samlede energi af protonstrålerne i LHC målt i Joule?
sammenlign med den kinetiske energi af andre ting der bevæger sig. f.eks. en sportsvogn, et jagerfly, et hangarskib (find selv frem til rimelige antagelser om masse og fart)
Håber der er nogen der kan hjælpe mig med denne opgave?
Svar #1
28. februar 2011 af Andersen11 (Slettet)
a) Beregn, hvor langt protonerne bevæger sig på 1,000 sek, og divider den længde med omkredsen af den cirkulære cyklotron.
b) Beregn, hvor lang tid det tager for et lyssignal at tilbagelægge afstanden fra Jorden til Månen i vacuum. Beregn dernæst, hvor langt LHC protonerne tilbagelægger i det samme tidsrum.
Svar #2
28. februar 2011 af Sita19 (Slettet)
tak for svar.
a) når jeg tager 99,9999991% af lysets fart, får jeg bare 300000000 m/s fordi min lommeregner runder op, mon ikke det er okay? når jeg så ganger det med omkredsen får jeg 8100000000000 gange. kan det passe?
b) Jeg har fundet middelafstanden fra jorden til månen i databogen 384 399 km. hvis jeg så ganger det med lysets fart i vacuum, får jeg så ikke hastigheden? og jeg kender hastigheden for protoner fra a), så kan jeg vel bare sammenligne dem?
Svar #3
28. februar 2011 af Andersen11 (Slettet)
#2
a) Den søgte afstand er 0,999999991·c·1s . Cyklotronens omkreds er 27km. Der er ingen grund til at runde op. Indtast de præcise tal. Antallet af runder for protonerne i 1s er da
n = (0,999999991·c·1s)/27km = (0,999999991·2,99792458·108m)/27·103m = 11103 gange
b) Du skal ikke gange en afstand med en fart. hvis du dividerer en afstand med den tilhørende fat, får du den tilhørende tid.
Svar #4
28. februar 2011 af Sita19 (Slettet)
tak for hjælpen.
opgave a er jeg i hvert fald ikke i tvivl om mere.
opgave b har jeg også fået til et resultat tror jeg. fik tiden for lyssignalet fra jorden til månen til 1,28 s. og tiden for protonerne til 0,33 s. så de ville altså ankomme 0,95 s. efter lyssignalet. Lyder det okay?
c) skal jeg bruge formlen for strømstyrken q=I*Δt?
hvor q=7 TeV ( hvad står T for?)
Δt= ?
Svar #5
28. februar 2011 af Andersen11 (Slettet)
#4
b) Nej det lyder ikke rimeligt
c) Ja. Slå op i din formelsamling for præfixer. T = Tera = 1012 . Men beregn, hvor mange protoner, der transporteres pr sek.
Svar #7
24. januar 2013 af dikkelmikkel (Slettet)
Du ved hvad ladning protonerne har 1.602*10^-19 C
du ved at der er 2808*100000000000 protoner
Strømmen er så ladning pr. tid altså I = Q/t
Skriv et svar til: Racerbane for protoner
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.