Enunciado

O núcleo do P o 124 se decompõe radioativamente por meio da emissão de uma partícula alfa (massa 6,65 × 10 - 27   k g ) com energia cinética 1,23 × 10 - 12   J , conforme medição na estrutura referencial do laboratório. Supondo que P o esteja inicialmente em repouso nessa estrutura, ache a velocidade de recuo do núcleo que restou após a decomposição.

Passo 1

Fala, galera! Beleza? Vamos resolver essa questão!

O enunciado pediu pra gente calcular a velocidade final de recuo do núcleo que restou após a decomposição.

Nós sabemos que a massa da partícula α é m α = 6,65 × 10 - 27   k g e que a massa do núcleo do P o 124 é m n ú c l e o = 3,5 × 10 - 25 k g (tabelada). Mas a gente não conhece as velocidades da partícula, nem do núcleo. A gente só sabe que a energia cinética da partícula é E = 1,23 × 10 - 12   J . Então, dá pra achar a velocidade dela, usando a fórmula da energia cinética:

E = m α v α 2 2

Depois, vamos considerar o princípio da conservação do momento linear, ou seja,

p i n i c i a l = p f i n a l

Onde p i n i c i a l é o momento linear inicial e p f i n a l é o momento linear final. Além disso, como o sistema parte do repouso, o momento inicial é zero ( p i n i c a l = 0 ). Então, sabendo que p f i n a l é a soma dos momentos de cada partícula e que o momento é dado pelo produto da massa pela velocidade, basta substituir os valores do enunciado.

Vamos lá!

Passo 2

Vamos primeiro determinar a velocidade da partícula alfa. Com a energia cinética dela e com a massa, fica bem tranquilo, olha só. Vamos isolar v α na equação da energia cinética vista no passo anterior:

v α = 2 E m α

Então, substituindo os dados, temos:

v α = 2.1,23 × 10 - 12 6,65 × 10 - 27

v α = 1,92 × 10 7 m / s    

Passo 3

O momento inicial é zero, pois tudo está em repouso. Então, sabendo que o momento deve se conservar, teremos:

0 = m n ú c l e o v n ú c l e o + m α v α

Isolando a velocidade do núcleo:

v n ú c l e o = - m α v α m n ú c l e o

E substituindo os valores, ficamos com:

v n ú c l e o = - 6,65 × 10 - 27 . 1,92 × 10 7 3,5 × 10 - 25

v n ú c l e o = - 3,65 × 10 5   m / s

A velocidade de recuo do núcleo é 3,65 × 10 5 m / s é muito menor que a velocidade da partícula emitida.

Valeu, galera! Até a próxima! 😉

Resposta

3,65 × 10 5 m / s

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