Hạt nhân uranium đang đứng yên thì phân rã (vỡ) thành hai hạt: hạt α có khối lượng 6,65.10-27 kg và hạt X có khối lượng

Giải SBT Vật lí 10 Chân trời sáng tạo Bài 18: Động lượng và định luật bảo toàn động lượng

Bài 18.8 trang 62 SBT Vật lí 10: Hạt nhân uranium đang đứng yên thì phân rã (vỡ) thành hai hạt: hạt α có khối lượng 6,65.10^-27 kg và hạt X có khối lượng

3,89.10^-25kg.

a. Giải thích tại sao hai hạt nhân sau khi phân rã chuyển động theo hai hướng ngược nhau.

b. Tính tỉ số $\frac{v_{\alpha }}{v_X}$.

Lời giải:

a. Động lượng ban đầu: $\overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_U}=\overrightarrow{0}$

Động lượng của hệ sau khi phân rã: $\overrightarrow{p_s}=\overrightarrow{p_{\alpha }}+\overrightarrow{p_X}$

Áp dụng định luật bảo toàn động lượng, suy ra:

$$\begin{gathered} \overrightarrow{p_t}=\overrightarrow{p_s}\iff \overrightarrow{0}=\overrightarrow{p_{\alpha }}+\overrightarrow{p_X} \\ \iff \overrightarrow{p_{\alpha }}=-\overrightarrow{p_X}\left(*\right) \end{gathered}$$

Vậy sau khi uranium phân rã, hạt α và hạt X chuyển động theo hai hướng ngược nhau.

b. Từ (*) suy ra biểu thức độ lớn:

$p_{\alpha }=p_X\Rightarrow m_{\alpha }.v_{\alpha }=m_X.v_X$

$\Rightarrow \frac{v_{\alpha }}{v_X}=\frac{m_X}{m_{\alpha }}=58,5$

Xem thêm lời giải sách bài tập Vật lí lớp 10 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 19: Các loại va chạm

Bài 20: Động học của chuyển động tròn

Bài 21: Động lực học của chuyển động tròn. Lực hướng tâm

Bài 22: Biến dạng của vật rắn. Đặc tính của lò xo

Bài 23: Định luật Hooke