Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia
Diretoria de Ensino - DEN
Disciplina: Física I – Curso: Licenciatura em Química
EXERCÍCIOS – SISTEMA DE PARTÍCULAS E COLISÕES
1) A figura ao lado mostra a estrutura simplificada de uma molécula
de água. A distância entre os átomos é dada por 𝑑 = 9,57 ×
10−11 𝑚. Cada átomo de hidrogênio possui massa igual a 1,0u e o
átomo de oxigênio possui massa igual a 16,0u. Calcule as
coordenadas do centro de massa.
2) Na molécula de amônia (NH3), ver figura ao lado, três átomos de
hidrogênio (H) formam um triângulo equilátero, com o centro do
triângulo a uma distância 𝑑 = 9,40 × 10−11 𝑚 de cada átomo de
hidrogênio. O átomo de nitrogênio (N) está no ápice de uma
pirâmide, com três átomos de nitrogênio formando a base. A razão
entre as massas do nitrogênio e do hidrogênio é de 13,9 e a
distância entre nitrogênio hidrogênio é 𝐿 = 10,14 × 10−11 𝑚.
Quais são as coordenadas x e y do centro de massa da molécula?
3) O diâmetro de Plutão é aproximadamente 2370 km, o diâmetro do seu satélite Charon é
1250 km. Embora haja variação, em geral eles estão a 19700 km de distância, de um centro a
outro. Supondo que Plutão e Charon possuem a esma composição e, portanto, a mesma
densidade média, ache a localização do centro de massa desse sistema em relação ao centro de
Plutão.
4) O núcleo do 214Po (polônio) se decompõe radioativamente por meio a emissão de uma
partícula alfa (massa 6,65 × 10−27 𝑘𝑔) com energia cinética 1,23 × 10−12 J, conforme
medição na estrutura referencial do laboratório. Supondo que o Po esteja inicialmente em
repouso nessa estrutura, ache a velocidade de recou do núcleo que restou após a
decomposição.
5) Um nêutron em repouso se decompõe (se rompe) em um próton e um elétron. Uma energia
é liberada no processo de decomposição e se transforma em energia cinética do próton e do
elétron. A massa de um próton é 1836 vezes maior que a massa do elétron. Qual a fração da
energia cinética total liberada se converte em energia cinética do próton?
6) O próton 1, com uma velocidade de 500 m/s, colide elasticamente com o próton 2,
inicialmente em repouso. Depois do choque os dois prótons se movem cm trajetórias
perpendiculares com a trajetória do próton 1 fazendo 60° com a direção inicial. Após a
colisão, quais são as velocidades escalares (a) do próton 1 e (b) do próton 2?
Respostas
1) 𝑥𝐶𝑀 = 6,5 × 10−12 𝑚
e 𝑦𝐶𝑀 = 0
3) 𝑥𝐶𝑀 = 2,52 × 103 𝑘𝑚
4) 𝑣𝑛 = 3,65 × 105 𝑚/𝑠
6) (a) 250 m/s
2) 𝑥𝐶𝑀 = 0 e 𝑦𝐶𝑀 = 3,13 × 10−11 𝑚
e (b) 433m/s
1
5) 5,44 × 10−4 = 0,05544%