Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 8.1 - Ex. 57
Um próton, de massa , está se movendo a quando sofre uma colisão frontal elástica com um núcleo estacionário de carbono de massa . Determine as velocidades do próton e do núcleo de carbono após a colisão.
Passo 1
Bora lá, galera! Mais uma de colisões, mas agora em vez de corpos, jogadores de futebol americano, carros, são prótons e carbonos! Não esquece: colisão pede conservação da quantidade de movimento! Também vai ser útil usar o coeficiente de restituição, porquê como ele falou que a colisão é elástica, o coeficiente vai ser igual a 1.
Passo 2
Vamos considerar que o próton está se movimentando na direção positiva para a direita.
Conservação da quantidade de movimento:
Do enunciado, sabemos o seguinte:
, ,
Substituindo, teremos:
Vamos usar agora a equação do coeficiente de restituição.
No início, um deles estava parado e o outro se aproximava, daí
Depois, vamos supor que os dois estão indo no mesmo sentido, e assim .
Daí, substituindo na equação:
Voltando com isso lá na equação
Ou seja, o próton passa a se mover a para o sentido oposto ao original.
Passo 3
Como já achamos,