3) Em um dos experimentos realizado no LHC um físico verificou que um núcleo radioativo, inicialmente em repouso, se desintegrou emitindo um elétron e um e neutrino, que se afastaram do núcleo em trajetórias perpendiculares entre si (O neutrino é uma das partículas fundamentais da Física). Durante seus experimentos o físico observou que o momento linear do elétron era 1,2 x 1022 kg.m/s e o do neutrino é 6,4 x 1023 kg.m/s. Tomando como base as informações coletadas pelo físico, durante a realização do experimento, obtenha: (a) o módulo, direção e sentido do núcleo depois que ele se desintegra. (b) a energia cinética logo após a desintegração, se considerarmos a massa do núcleo é 5,8 x 10-26 kg.
Qe = 1,2.10^22
Qn = 6,4.10^23 = 64.10^22
a) Q² = Qn² + Qe² ---> Q² = (1,2.10^22)² + (64.10^22)² ---> Q² = 1,44.10^44 + 4096.10^44 --->
Q² = 4097,44.10^44 ----> Q ~= 64,01.10^22 kg.m/s
Seja θo ângulo entre a resultante de Qe e Qn e a direção de Qe:
tgθ= 1,2/64 ----> tgθ = 0,01875 ---> θ ~= 1,1º
Q faz com Qe um ângulo de 180º - 1,1º = 178,9º
b) Q = m.V ----> 64,01.10^22 = (5,8.10^-26).V ----> V ~= 11.10^48 m/s
Energia cinética do núcleo ---> Ec = (1/2).m.V² ----> Ec = (1/2).(5,8.10^-26).(11.10^48)²
Por favor faça as contas e confira com o gabarito
Para resolver este problema devemos colocar em prática nossos conhecimentos sobre física, em especial sobre a conservação do momento linear.
Em um sistema fechado (que não troca matéria com o meio externo nem possui forças agindo sobre ele) o momento total é constante. Este fato, conhecido como Conservação do Momento Linear ou Conservação da quantidade de movimento, é implicado pelas leis de Newton. Ou seja,
Vale mencionar que a quantidade de movimento é uma grandeza vetorial.
A quantidade de movimento inicial, para este problema, é igual a zero, uma vez que o núcleo encontrava-se em repouso.
Após a desintegração, temos a seguinte situação:
(a) Pela conservação da quantidade de movimento, tem-se
e
Portanto,
(b) Inicialmente, deve-se descobrir a velocidade do núcleo após a desintegração
Calculando a energia cinética
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Física Geral e Experimental II
•UFRB
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