5. A FIGURA Q29.3 representa a energia potencial de um próton (q = e) e de um núcleo de chumbo (q = 82e). A escala horizontal está em femtômetros, ...

a. Para que o próton atinja um ponto de retorno a 10 fm do núcleo de chumbo, sua energia cinética inicial deve ser igual à energia potencial no ponto de retorno. A partir da figura Q29.3, podemos ver que a energia potencial no ponto de retorno é de cerca de 4,5 MeV. Portanto, a energia cinética inicial do próton deve ser de 4,5 MeV. b. Quando o próton está a 20 fm do núcleo, sua energia cinética é de cerca de 2,5 MeV. Isso pode ser determinado a partir da figura Q29.3, onde a energia potencial é de cerca de 2,5 MeV a uma distância de 20 fm do núcleo. c. Após a colisão, o próton ainda possui energia cinética, que pode ser determinada a partir da conservação da energia. A energia cinética final do próton pode ser calculada subtraindo a energia potencial no ponto de afastamento da energia cinética inicial. A partir da figura Q29.3, podemos ver que a energia potencial no ponto de afastamento é de cerca de 1,5 MeV. Portanto, a energia cinética final do próton é de cerca de 3 MeV (4,5 MeV - 1,5 MeV).