A partícula neutra conhecida como méson K0 é instável e decai, emitindo duas partículas, com massas iguais…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A partícula neutra conhecida como méson K0 é instável e decai, emitindo duas partículas, com massas iguais, uma positiva e outra negativa, chamadas, respectivamente, méson p+ e méson p-. Em um experimento, foi observado o decaimento de um K0, em repouso, com emissão do par p+ e p-. Das figuras abaixo, qual poderia representar as direções e sentidos das velocidades das partículas p+ e p- no sistema de referência em que o K0 estava em repouso? [IMAGEM] [FUVEST 2010 - Questão 85] FUVEST - 2010
- A) a)
- B) b)
- C) c)
- D) d)
- E) e)
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- O K0 está em repouso, logo a quantidade de movimento total do sistema antes do decaimento é zero. Passo 2: Como não há forças externas relevantes durante o decaimento, a quantidade de movimento total deve continuar zero depois dele: p+ mais p- deve ser igual ao vetor nulo. Passo 3: Para que a soma dos vetores quantidade de movimento seja nula, as duas partículas precisam ter direções iguais (mesma reta), sentidos opostos e módulos iguais. Passo 4: Como as massas dos dois mésons são iguais, a condição de módulos iguais de quantidade de movimento implica também módulos iguais de velocidade. Passo 5: Portanto, a figura correta é a alternativa A, na qual as velocidades de p+ e p- estão sobre a mesma reta, com sentidos contrários. Passo 6: Por que as outras estão erradas: nas alternativas B, C, D e E, as velocidades não satisfazem, simultaneamente, a condição de sentidos opostos sobre a mesma reta, o que violaria a conservação da quantidade de movimento com K0 inicialmente em repouso.
💡 Dica: Considere a conservação do momento linear no sistema em que o K0 está em repouso.
Alternativa por alternativa
Incorreta. Não conserva o momento linear.
O aluno provavelmente não aplica a conservação da quantidade de movimento e imagina que as partículas se afastam em direções independentes, sem exigir que a soma dos vetores seja nula.
Por que engana: O aluno pode confundir a direção das velocidades das partículas, escolhendo uma alternativa que não respeita a conservação do momento linear do sistema.
O aluno pode supor que, por as partículas terem cargas opostas, elas devem se mover no mesmo sentido, confundindo a relação entre carga elétrica e sentido do movimento com a conservação da quantidade de movimento.
O aluno provavelmente reconhece que as velocidades devem ser opostas, mas não percebe que, além da direção, o sentido e o módulo devem ser tais que a soma vetorial seja nula, ou lê mal a orientação dos vetores representados.
O aluno pode acreditar que, no decaimento, as partículas saem perpendicularmente uma à outra, pensando que a conservação de quantidade de movimento se aplica apenas às componentes separadas e não ao vetor resultante.
Raio-X da questão
decaimento radioativo, conservação do momento
avaliacao
conservação do momento · decaimento radioativo
Revisar conservação do momento linear em decaimentos de partículas.
O aluno pode confundir a direção das velocidades das partículas, escolhendo uma alternativa que não respeita a conservação do momento linear do sistema.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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