Рассчитайте, во сколько раз уменьшится скорость атома гелия после центрального упругого...

Постоянный пользователь нашего ресурса написал нам почту в 18:15 с просьбой предоставить развернутый ответ на его вопрос. Наши эксперты отнесли этот вопрос к разделу Разное. Для ответа был привлечен один из опытных специалистов, который занимается написанием студенческих работ.

Цитируем вопрос ваш вопрос

Рассчитайте, во сколько раз уменьшится скорость атома гелия после центрального упругого столкновения с неподвижным атомом водорода, масса которого в 4 раза меньше массы атома гелия.

Должен получиться ответ: в 1,67 раза

Нужно решение с объяснением.

Разбор вопроса и ответ на него

Раздел 'Разное', к которому был отнесён этот вопрос является не простой рубрикой. Для подготовки ответа на вопросы из этой рубрики специалист должен обладать широкими познаниями в различных научных областях. Однако в нашей компании таковые имеются.

Вы спрашивали:

Рассчитайте, во сколько раз уменьшится скорость атома гелия после центрального упругого столкновения с неподвижным атомом водорода, масса которого в 4 раза меньше массы атома гелия.

Должен получиться ответ: в 1,67 раза

Нужно решение с объяснением.

Конечно этот ответ может полностью не раскрыть тему вопроса, но мы постарались сделать его максимально полным. Предлагаем ознакомиться с мнением эксперта по этой теме:

Составим систему из двух уравнений:

1. Закон сохранения импульса:

m1 * V01 = m1*V1 + m2 * V2

2. Закон сохранения энергии:

m1V01^2/2 = m1V1^2/2 * m1V2^2/2

или же:

m1 * V01^2 = m1V1^2 * m1V2^2

Максимально упрощаем нашу систему для деления, приведя подобные и вынеся общие множители:

m1*V0 - m1*V1 = m2 * V2

m1*V0^2 - m1*V1^2 = m2 * V2^2

m1(V0 - V1) = m2 * V2

m1(V0^2 - V1^2) = m2 * V2

Делим и получаем:

V0 + V1 = V2

или же распишу более подробно:

m1 * V0 = m1 * V1 + m2(V0 + V1) (это закон сохранения импульса с заменой V2 на V1 + V0)

m1 * V0 = m1 * V1 + m2 * V0 + m2 * V1

(m1 - m2) * V0 = (m1+m2) * V1

Отсюда:

V1 = m1 - m2 *V0/m1 + m2

Теперь введем замену, обращая внимания на то, что по условию масса H < He в 4 раза.

t = m1/m2 = 4

n = V0/V1 = m1 + m2/m1- m2 = m1/m2 + 1/m1/m2  - 1= t +1/t-1 = 5/3 = 1.67

К нам на почту приходит много вопросов. Мы стараемся отвечать на все. Однако вы должны понимать, что большая загруженность увеличивает время ответа. Сейчас среднее время ответа равно 6:16.