Enunciado
Física - Física de Sears & Zemansky: Mecânica Volume 1 - 12ª Edição - Hugh D. Young e Roger A. Freedman- Ed: 12º - Capítulo 8.2 - Ex. 23
O núcleo do se decompõe radioativamente por meio da emissão de uma partícula alfa (massa ) com energia cinética , conforme medição na estrutura referencial do laboratório. Supondo que 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 é e que a massa do núcleo do é (tabelada). Mas a gente não conhece as velocidades da partícula, nem do núcleo. A gente só sabe que a energia cinética da partícula é . Então, dá pra achar a velocidade dela, usando a fórmula da energia cinética:
Depois, vamos considerar o princípio da conservação do momento linear, ou seja,
Onde é o momento linear inicial e é o momento linear final. Além disso, como o sistema parte do repouso, o momento inicial é zero (). Então, sabendo que 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 na equação da energia cinética vista no passo anterior:
Então, substituindo os dados, temos:
Passo 3
O momento inicial é zero, pois tudo está em repouso. Então, sabendo que o momento deve se conservar, teremos:
Isolando a velocidade do núcleo:
E substituindo os valores, ficamos com:
A velocidade de recuo do núcleo é é muito menor que a velocidade da partícula emitida.
Valeu, galera! Até a próxima! 😉