Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 3 - Eletromagnetismo - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 24.Problemas Adicionais - Ex. 100
a) Um próton de energia cinética 4,80 Me V está rumando diretamente para o centro de um núcleo de chumbo. Supondo que o próton não penetra no núcleo e a única interação entre o próton e o núcleo é a interação eletrostática, calcule a menor distância centro a centro entre o próton e o núcleo no momento em que o próton para momentaneamente. Se o próton é substituído por uma partícula alfa (que contém dois prótons) com a mesma energia cinética inicial, a partícula alfa para momentaneamente quando a distância centro a centro é . Qual é o valor de d)?
Passo 1
Nesta questão temos duas situações parecidas uma em que um próton está indo de encontro a um núcleo de chumbo e outra que em vez de um proton tem dois protons indo em direção ao núcleo de chumbo, com a mesma energia do caso anterior, e se pede a menor distancia que a particula chega nos dois casos.
Vamos calcular a energia total que é valida para os dois casos
onde U é a energia potencial da particula no instante final e inicial
e
onde é a partícula arremessada e é o núcleo e K=0 pois a particula não tem energia cinética no momento final
Como, na menor distância centro a centro r , a energia cinética inicial da particula foi
totalmente convertida em energia potencial elétrica entre a particula e o núcleo, temos:
Passo 2
(a) agora fazendo r= para o caso do proton onde e usando
temos:
OBS= tem que converter MeV para Joule
Passo 3
(b) usando a mesma equação do passo um podemos calcular para 2 protons e
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Resposta
(a)
(b)