Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 7.1 - Ex. 76
Use a tabela para calcular a energia necessária para remover um nêutron de uma partícula alfa em repouso, deixando um núcleo de hélio-3 em repouso mais um nêutron com de energia cinética.
Passo 1
Uma partícula alfa é um núcleo de hélio, que tem dois prótons e dois nêutrons, e por isso é representado por 4He.
Pela tabela mencionada no enunciado, a energia de repouso dessa partícula alfa (núcleo de hélio) é:
Quando removemos um dos nêutrons dessa partícula, ela passa a ser escrita como 3He. A energia de repouso desse novo “núcleo” é:
E a energia de repouso do nêutron que foi liberado é:
Além disso, esse nêutron terá a seguinte energia cinética:
Passo 2
Queremos calcular a energia necessária para remover esse nêutron e ainda deixa-lo com essa energia cinética .
Para simplesmente removê-lo do núcleo de hélio, vamos calcular a diferença entre a energia de repouso final e inicial do conjunto:
Mas isso é apenas para remover o nêutron do núcleo, agora temos que adicionar a energia cinética que ele terá no final. Então a energia necessária para cumprir todo o processo do enunciado é:
Resposta
A energia necessária é .