Протон, движущийся соскоростью 2*10^4 м/с, столкнулся с неподвижным ядром атома гелия. Рассчитайте скорость...

Используем закон сохранения импульса: m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2' где m1 - масса протона, m2 - масса ядра атома гелия, v1 и v2 - начальные скорости протона и ядра атома гелия, v1' и v2' - конечные скорости протона и ядра атома гелия.

Так как масса ядра атома гелия в 4 раза больше массы протона, то m2 = 4*m1.

Теперь подставим известные значения: m1210^4 + 4m10 = m10.810^4 + 4m1v2' 210^4 + 0 = 0.810^4 + 4v2' 210^4 = 0.810^4 + 4v2' 4v2' = 210^4 - 0.810^4 4v2' = 1.210^4 v2' = 1.210^4 / 4 v2' = 3*10^3 м/с

Таким образом, скорость ядра атома гелия после удара составляет 3*10^3 м/с.

Для решения данной задачи мы можем использовать законы сохранения импульса и энергии.

Импульс до столкновения равен импульсу после столкновения: m1v1 + m2v2 = m1v1' + m2v2'

где m1 и v1 - масса и скорость протона до столкновения, m2 и v2 - масса и скорость ядра атома гелия до столкновения, v1' и v2' - скорости протона и ядра атома гелия после столкновения.

Также, можно использовать закон сохранения энергии: (1/2)m1v1^2 + (1/2)m2v2^2 = (1/2)m1v1'^2 + (1/2)m2v2'^2

Поскольку мы знаем, что масса ядра атома гелия больше массы протона в 4 раза, то m2 = 4*m1.

Подставим известные значения и найдем скорость ядра атома гелия после удара: m1210^4 + 4m10 = m10.810^4 + 4m1v2' 210^4 = 0.810^4 + 4v2' 4v2' = 210^4 - 0.810^4 4v2' = 1.210^4 v2' = 1.210^4 / 4 v2' = 310^3 м/с

Таким образом, скорость ядра атома гелия после удара составит 3*10^3 м/с.

Для решения этой задачи мы можем использовать закон сохранения импульса. Импульс системы до столкновения должен быть равен импульсу системы после столкновения.

Обозначим массу протона как ( m ), а массу ядра атома гелия как ( 4m ) (поскольку она в 4 раза больше массы протона). Скорость протона до столкновения равна ( 2 \times 10^4 \, \text{м/с} ), а после столкновения — ( 0,8 \times 10^4 \, \text{м/с} ). Скорость ядра гелия до столкновения равна 0 м/с, так как оно неподвижно.

Запишем закон сохранения импульса для системы "протон + ядро гелия": [ m \times 2 \times 10^4 + 4m \times 0 = m \times 0,8 \times 10^4 + 4m \times v, ] где ( v ) — искомая скорость ядра гелия после столкновения.

Упростим уравнение: [ 2 \times 10^4 = 0,8 \times 10^4 + 4v. ]

Выразим ( v ): [ 4v = 2 \times 10^4 - 0,8 \times 10^4, ] [ 4v = 1,2 \times 10^4, ] [ v = \frac{1,2 \times 10^4}{4}, ] [ v = 0,3 \times 10^4 \, \text{м/с} = 3 \times 10^3 \, \text{м/с}. ]

Таким образом, скорость ядра атома гелия после столкновения составляет ( 3 \times 10^3 \, \text{м/с} ).