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Enunciado

Física - Halliday - Vol 4- Ed: 10º - Capítulo 42.1 - Ex. 5

Quando uma partícula alfa colide elasticamente com um núcleo, o núcleo sofre um recuo. Suponha que uma partícula alfa de 5,00 MeV sofre uma colisão elástica frontal com um núcleo de ouro que se encontra inicialmente em repouso. Qual é a energia cinética após a colisão (a) do núcleo; (b) da partícula alfa?

Passo 1

De acordo com as equações 9-75 e 9-76, temos:

v α f = m α - m A u m α + m A u v α i e v A u f = 2 m α m α + m A u   v α i

Passo 2

  1. A energia cinética do núcleo após a colisçao é:

    2. K A u f = 1 2 m A u v A u f 2 = 1 2 m A u 2 m α m α + m A u   2 v α i 2 = K α i 2 4 m A u m α m α + m A u 2 = 5,00 M e V 4 197 u 4 u 4 u + 197 u 2 = 0,390 M e V

    Passo 3

  2. A energia cinética da partícula alfa após a colisão é

K α f = 1 2 m α v α 2 = 1 2 m α m α - m A u m α + m A u 2 v a i 2 = K α i m α - m A u m α + m A u 2 = 5,00 M e V 4 u - 197 u 4 u + 197 u 2 = 4,61 M e V

Note que K α f + K A u f = K α i , o que está de acordo com a lei de conservação da energia.

Resposta

  1. 0,390 M e V
  2. 4,61 M e V
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