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Interaction de particules
Bonjour tout le monde
Pouvez vous m'aider pour un exercice ?
Exercice
Un proton, de masse mp, de vitesse 2,50.104 km/s, heurte de plein fouet un noyau d'hélium immobile. Le proton rebondit en arrière selon la même direction et avec une vitesse de 1,5.104 km/s.
1/ Quelle est la direction du vecteur vitesse du noyau d'hélium ?
2/ La norme du vecteur vitesse du noyau d'hélium étant égale à 104 km/s, calculer le rapport mHe/mp.
Sachant que ce noyau comporte deux protons, quel est le nombre de neutrons qu'il contient? On a : mn
mp.
On supposera le système {proton+noyau d'hélium} isolé.
Ecris donc, pour commencer, une relation exprimant la conservation de la quantité de mouvement. (quantité de mouvement avant le choc = quantité de mouvement après le choc)
...
La relation est:
P1 = P'1+P'2
P1 : la quantité de mouvement du proton avant le choc
P'1 : la quantité de mouvement du proton après le choc
P'2 : la quantité du mouvement du noyau d'hélium
P2 est nulle
Oui, mais il faut continuer.
Ici c'est assez facile.
Comme la direction du proton est la même (pas confondre direction et sens) avant et après le choc, la direction du noyau d'hélium est forcément aussi celle du proton. (comprendre pourquoi en réfléchissant par exemple sur la conservation de mouvement dans une direction perpendiculaire à la trajectoire du proton et ...).
---> le noyau d'hélium après le choc, aura la même direction et le même sens que la vitesse du proton avant le choc.
On a donc P1 = mp.v1 , P2 = 0 ; P'1 = mp.v'1 et P'2 = mHE.v'2 (et comme toutes les vitesses ont la même direction) -->
mp.v1 = mp.v'1 + mHE.v'2
v1 = 2,5.10^7 m/s
v'1 = - 1,5.10^7 m/s (le moins car le proton rebondit "en arrière", donc v1 et v'1 sont de sens contraire)
v'2 = 10^7 m/s
mp * 2,5.10^7 = mp*(- 1,5.10^7) + mHE*10^7
mp * (2,5.10^7 + 1,5.10^7) = mHE*10^7
mHE/mp = 4
A comprendre ... et répondre à la question 2.
Sauf distraction.
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