Uma partícula alfa (massa
) possui um momento linear de
.
Se a partícula alfa é desacelerada por uma força de
, quanto tempo leva para parar?
Se a partícula alfa é desacelerada por uma força de
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma partícula alfa com uma certa massa e momento linear, e ela está sendo desacelerada por uma força específica. Nosso objetivo aqui é descobrir quanto tempo ela leva para parar completamente. Para resolver isso, vamos usar conceitos de momento linear e força, que fazem parte da física clássica.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o momento linear. O momento linear, representado por
, é uma medida de quanta quantidade de movimento uma partícula possui e é calculado pela fórmula:
onde:
-
é a massa da partícula -
é a velocidade da partícula
No nosso caso, já nos deram o valor do momento linear, então não precisamos calcular isso agora.
Passo 3
Agora, vamos falar sobre força. A força está relacionada à mudança no momento linear da partícula ao longo do tempo. A relação entre força (
) e momento linear é dada pela fórmula:
onde:
-
é a mudança no momento linear -
é o intervalo de tempo no qual essa mudança ocorre
Nesse caso, a força que está agindo é uma força de desaceleração, ou seja, está reduzindo o momento linear da partícula até que ela pare.
Passo 4
Nosso objetivo é encontrar o tempo (
) que a partícula leva para parar. Vamos rearranjar a fórmula da força para isolar o tempo:
Aqui,
é igual ao momento linear inicial, já que a partícula está indo de um momento linear para zero (parada).
Passo 5
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Então:
Passo 6
Fazendo a divisão:
Resposta
O tempo necessário para a partícula alfa parar completamente é de
segundos.