Question

Протон налетел на покоящуюся альфа-частицу и испытал абсолютно упругий удар. Определите относительное изменение кинетической энергии протона

Answer 1

По з-ну сохранения импульса:

m1*v = m1*v1 + m2*v2;

По з-ну сохранения энергии:

m1*v^2/2 = m1*v1^2/2 + m2*v^2/2;

m1 - масса протона, с интернета;

m2 - масса альфа-частицы (aka. Гелий), тоже с интернета;

Из этих двух уравнений находишь v1 и v2

После этого относительное изменение кинетической энергии:

ΔE = m1*v1^2/2 - m2*v^2/2

Получаешь ответ ΔE

Answer 2

Относительное изменение кинетической энергии протона можно вычислить с помощью закона сохранения механической энергии для абсолютно упругого удара. В абсолютно упругом ударе механическая энергия системы частиц сохраняется. Это означает, что сумма начальных кинетических энергий всех частиц до удара равна сумме их конечных кинетических энергий после удара.

Давайте обозначим начальную кинетическую энергию протона как K1 и начальную кинетическую энергию альфа-частицы как K2. Также обозначим конечную кинетическую энергию протона как K1' и конечную кинетическую энергию альфа-частицы как K2'.

Из закона сохранения механической энергии:

K1 + K2 = K1' + K2'

Поскольку у нас только один протон и одна альфа-частица, вы можете упростить это выражение:

K1 + K2 = K1' + K2'

Теперь, чтобы найти относительное изменение кинетической энергии протона, выразим K1' - K1 в виде процентного изменения начальной кинетической энергии протона K1:

Относительное изменение K1 = (K1' - K1) / K1 * 100%

Для абсолютно упругого удара K1' и K2' равны K1 и K2, поэтому:

Относительное изменение K1 = (K1 - K1) / K1 * 100% = 0%

Относительное изменение кинетической энергии протона равно 0%. Это означает, что кинетическая энергия протона после удара такая же, как и до удара.