В уcкорителе частиц протон. движущийся со скоростью 20 км/с, столкнулся с неподвижным ядром атома гелия. Определите скоростьядра атома гелия после удара, если скорость протона уменьшилась до 8 км/с.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи воспользуемся законом сохранения импульса.

Масса протона равна (m_1 = 1.67 \times 10^{-27}) кг, масса ядра атома гелия равна (m_2 = 6.64 \times 10^{-27}) кг.

Сначала найдем начальный и конечный импульс протона:
(p_{1i} = m1 \cdot v{1i} = 1.67 \times 10^{-27} \cdot 20 = 3.34 \times 10^{-26}) кг м/c
(p_{1f} = m1 \cdot v{1f} = 1.67 \times 10^{-27} \cdot 8 = 1.34 \times 10^{-26}) кг м/c

По закону сохранения импульса сумма начальных импульсов равна сумме конечных импульсов:
(p{1i} = p{1f} + p_{2f}),
(3.34 \times 10^{-26} = 1.34 \times 10^{-26} + m2 \cdot v{2f}),
(2 \times 10^{-26} = 6.64 \times 10^{-27} \cdot v{2f}),
(v{2f} = \frac{2 \times 10^{-26}}{6.64 \times 10^{-27}} = 3) м/c.

Таким образом, скорость ядра атома гелия после удара равна 3 м/c.