Enunciado

Uma bomba explode em três fragmentos de iguais massas m. A explosão liberta uma energia Q. Nesse caso, as leis de conservação da energia e da quantidade de movimento não determinam de modo único a energia e a quantidade de movimento de cada fragmento. Referindo o processo ao referencial C, mostre que (a) as energias cinéticas dos fragmentos podem ser representadas pelas distâncias de um ponto P aos lados de um triângulo equilátero de altura Q; (b) que a conservação da quantidade de movimento requer que o ponto P esteja dentro do círculo (de raio 1⁄2Q) inscrito no triângulo. Essa representação é chamada diagrama de Dalitz (Fig. 9.35) e é largamente usada para descrever a desintegração ele uma partícula fundamental em três fragmentos iguais.

Passo 1

Faala galera!!

Aqui, eu recomendo você reler a parte b do problema 9.13, nós usaremos algumas coisinhas que fizemos lá. De qualquer forma, vamos relembrar um pouco do que vale a pena:

Nós demonstramos que as partículas no momento da explosão têm o seu centro de massa relacionado ao momento e à velocidade no mesmo plano. Além disso, podemos assumir que as partículas se dirigem do ponto P da figura até M, N e L e, desta forma, Q = E 1 k no sistema C, como no problema 9.13. Assim, temos que:

Q = p 1 ² / 2 m + p 2 ² / 2 m + p 3 ² / 2 m ,   o u   s e j a ,   Q = E k , 1 + E k , 2 + E k , 3 . . . . . .

A partir disso, conseguimos provar que:

r * [ c o s φ   c o s   120 ° + s e n φ   s e n   120 ° ] + r * [ c o s φ   c o s   120 ° - s e n φ   s e n   120 ° ] + r   c o s φ = 0  

- r   c o s φ + r   c o s φ = 0 ,   l o g o ,  

Q = E k , 1 + E k , 2 + E k , 3 , o que coincide com o que havíamos encontrar anteriormente!

Passo 2

Na letra b, precisamos entender que se sairmos do círculo, a soma que acabamos de demonstrar será positiva ou negativa, de moto que a equação que demonstramos não será cumprida.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

Ver Outros Exercícios desse livro