На сколько уменьшится скорость атома гелия после столкновения с неподвижным атомом водорода?

Yakobin

34

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Согласно этому закону, сумма импульсов системы до и после столкновения должна оставаться неизменной.

Импульс атома гелия до столкновения представляется как произведение его массы \(m_1\) на его скорость \(v_1\): \(p_1 = m_1v_1\).

Импульс неподвижного атома водорода перед столкновением равен нулю, так как его скорость равна нулю.

После столкновения атом гелия и атом водорода будут двигаться со скоростями \(v_1"\) и \(v_2"\) соответственно.

Используя закон сохранения импульса, имеем: \(p_1 + 0 = m_1v_1" + m_2v_2"\).

Также известно, что масса атома гелия (\(m_1\)) равна массе атома водорода (\(m_2\)).

Теперь можно решить уравнение относительно скорости атома гелия после столкновения (\(v_1"\)).

\(m_1v_1 = m_1v_1" + m_2v_2"\).

Так как \(m_1 = m_2\), уравнение можно переписать как: \(v_1 = v_1" + v_2"\).

Из этого уравнения можно видеть, что скорость атома гелия после столкновения будет состоять из двух компонент: его собственной скорости после столкновения (\(v_1"\)) и скорости атома водорода после столкновения (\(v_2"\)).

Так как атом водорода изначально неподвижен (\(v_2" = 0\)), то скорость атома гелия после столкновения будет равна его собственной скорости после столкновения (\(v_1"\)).

Таким образом, скорость атома гелия уменьшится на величину \(v_1"\).

Для точного определения величины \(v_1"\) необходимо знать дополнительные параметры системы или использовать дополнительные уравнения. Надеюсь, этот ответ помог вам лучше понять физические законы, описывающие столкновение атомов газа. Если у вас есть дополнительные вопросы, я готов объяснить более подробно.