Revisão. Uma partícula de massa de 2,00 g e carga de 15,0 mC é disparada de uma grande distância a 21,0ˆi m/s diretamente em direção a uma segunda partícula, originalmente estacionária, mas livre para se mover, com massa de 5,00 g e carga de 8,50 mC. Ambas estão limitadas a se deslocar apenas ao longo do eixo x. (a) No instante em que estão mais próximas, as partículas terão a mesma velocidade vetorial. Calcule essa velocidade. (b) Determine a distância no instante em que elas estão mais próximas. Após a interação, as partículas se separarão. Para este instante, calcule a velocidade vetorial (c) da partícula de 2,00 g e (d) da partícula de 5,00 g.
Passo 1
E aiii gente, tudo bom com vocês?
Então vamos resolver essa questão bem legal aqui e passo a passo pra gente tirar 10 na provinha!
Vamo lá!
Suponha que as partículas se movam ao longo da direção x.
Letra a:
O momento é constante dentro do sistema isolado ao longo do processo. Nós o igualamos no ponto inicial de grande separação e no ponto c quando está mais próxima.
Passo 2
Letra b:
A energia é conservada dentro do sistema isolado.
Passo 3
Letra c:
A colisão elástica geral é descrita pela conservação de momento:
E pela equação da velocidade relativa:
Substituímos a expressão por na equação de momento:
Então, a velocidade é:
Passo 4
Letra d:
Substitua a expressão para de volta em
Portanto, a velocidade da partícula de massa é .