Как изменится скорость ядра атома гелия после столкновения с протоном, если скорость протона уменьшилась с 2*104м/с

Tigrenok

19

Энергию второго тела до столкновения. 10. Определите кинетическую энергию первого тела после столкновения. 11. Определите кинетическую энергию второго тела после столкновения. 12. Найдите изменение кинетической энергии первого тела. 13. Найдите изменение кинетической энергии второго тела. 14. Примените закон сохранения энергии. 15. Ответьте на вопрос задачи.

1. Условие задачи: С какой скоростью изменится скорость ядра атома гелия после столкновения с протоном, если скорость протона уменьшилась с 2*10^4 м/с до 0,8*10^4 м/с? Масса ядра атома гелия в 4 раза больше массы протона.

2. Изменение единиц измерения на СИ: Исходные значения скорости протона равны 2*10^4 м/с и 0,8*10^4 м/с. Необходимо перевести их в метры в секунду (м/с).

3. Диаграмма:

4. Обозначение оси ОХ на обеих диаграммах:

5. Закон сохранения импульса в векторной форме:
\[\vec{p_1} + \vec{p_2} = \vec{p_1"} + \vec{p_2"}\]

6. Закон сохранения импульса в скалярной форме:
\(m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1" + m_2v_2"\)

7. Определение скорости ядра атома гелия:
Пусть \(v_1\) - начальная скорость протона, \(v_2\) - скорость ядра атома гелия перед столкновением, \(v_1"\) - конечная скорость протона, \(v_2"\) - конечная скорость ядра атома гелия после столкновения.

Масса протона \(m_1 = 1,67 \times 10^{-27} \) кг.
Масса ядра атома гелия \(m_2 = 4 \times 1,67 \times 10^{-27} \) кг = \(6,68 \times 10^{-27} \) кг.

Уравнение закона сохранения импульса в скалярной форме:
\(m_1v_1 + m_2v_2 = m_1v_1" + m_2v_2"\)

8. Переформулируем кинетическую энергию первого тела до столкновения:
Кинетическая энергия первого тела до столкновения равна
\(E_1 = \frac{1}{2} m_1v_1^2\)

9. Переформулируем кинетическую энергию второго тела до столкновения:
Кинетическая энергия второго тела до столкновения равна
\(E_2 = \frac{1}{2} m_2v_2^2\)

10. Определить кинетическую энергию первого тела после столкновения:
Кинетическая энергия первого тела после столкновения равна
\(E_1" = \frac{1}{2} m_1v_1"^2\)

11. Определить кинетическую энергию второго тела после столкновения:
Кинетическая энергия второго тела после столкновения равна
\(E_2" = \frac{1}{2} m_2v_2"^2\)

12. Найти изменение кинетической энергии первого тела:
Изменение кинетической энергии первого тела равно
\(\Delta E_1 = E_1" - E_1\)

13. Найти изменение кинетической энергии второго тела:
Изменение кинетической энергии второго тела равно
\(\Delta E_2 = E_2" - E_2\)

14. Применить закон сохранения энергии:
Изменение кинетической энергии первого тела равно изменению кинетической энергии второго тела:
\(\Delta E_1 = \Delta E_2\)

15. Ответить на вопрос задачи:
Изменение скорости ядра атома гелия после столкновения с протоном можно определить из выражения:
\(v_2" = ?\)