Ποια είναι η ορμή του πρωτονίου που κινείται με ταχύτητα 0,86;

Λείπει μια κρίσιμη πληροφορία:η ταχύτητα πρέπει να δοθεί σε μονάδες, όπως μετρητές ανά δευτερόλεπτο (M/s). Ας υποθέσουμε ότι η ταχύτητα είναι 0.86c , όπου το «C» είναι η ταχύτητα του φωτός (περίπου 3 x 10^8 m/s).

Εδώ είναι πώς να υπολογίσετε τη δυναμική ενός πρωτονίου που κινείται σε σχετικιστικές ταχύτητες:

1. Σχετικιστική ορμή:

Η ορμή ενός σωματιδίου που κινείται σε σχετικιστικές ταχύτητες (κοντά στην ταχύτητα του φωτός) δίνεται από:

`` `

p =γΜV

`` `

Οπου:

* p είναι η ορμή

* γ είναι ο παράγοντας Lorentz (αντιπροσωπεύει σχετικιστικές επιδράσεις)

* m είναι η μάζα του πρωτονίου (1,6726 × 10^-27 kg)

* V είναι η ταχύτητα του πρωτονίου (0,86C)

2. Υπολογίστε τον παράγοντα Lorentz (γ):

`` `

γ =1 / √ (1 - (V² / C²))

`` `

Συνδέστε την ταχύτητα (0,86c) και την ταχύτητα του φωτός (c):

`` `

γ =1 / √ (1 - (0,86c) ² / c²)

γ =1 / √ (1 - 0.86²)

γ ≈ 1,98

`` `

3. Υπολογίστε την ορμή:

Τώρα, συνδέστε τις τιμές των γ, m και V στην εξίσωση ορμής:

`` `

p =γΜV

P ≈ 1,98 * (1,6726 × 10^-27 kg) * (0,86 * 3 × 10^8 m/s)

P ≈ 8,64 × 10^-19 kg m/s

`` `

Επομένως, η ορμή ενός πρωτονίου που κινείται σε 0,86C είναι περίπου 8,64 × 10^-19 kg m/s.

Σημαντική σημείωση: Εάν η ταχύτητα του πρωτονίου είναι στην πραγματικότητα 0,86 m/s (όχι 0,86C), τότε ο υπολογισμός της ορμής θα ήταν πολύ απλούστερος, καθώς τα σχετικιστικά αποτελέσματα θα ήταν αμελητέα με αυτή την ταχύτητα. Θα χρησιμοποιούσατε απλώς τον κλασικό τύπο ορμής:

`` `

P =MV

`` `