Fuvest 2017 A figura foi obtida em uma câmara de nuvens, equipamento que registra

A figura foi obtida em uma câmara de nuvens, equipamento que registra trajetórias deixadas por partículas eletricamente carregadas. Na figura, são mostradas as trajetórias dos produtos do decaimento de um isótopo do hélio ( ⁶₂He) em repouso: um elétron (e^–) e um isótopo de lítio ( ⁶₃Li), bem como suas respectivas quantidades de movimento linear, no instante do decaimento, representadas, em escala, pelas setas. Uma terceira partícula, denominada antineutrino (v, carga zero), é também produzida nesse processo.

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O vetor que melhor representa a direção e o sentido da quantidade de movimento do antineutrino é 

Tags – Física, vetores, soma vetorial, quantidade de movimento linear, decaimento radioativo.

Resolução

Quantidade de movimento linear (momento linear, quantidade de movimento ou momentum linear) é uma grandeza física que nos auxilia no estudo da transferência e conversão de energia dos corpos e é definida como o produto da massa pela velocidade de um objeto. Pela segunda lei do movimento de Newton a variação do momento linear de um corpo é igual ao impulso (produto da força pelo tempo que essa força resultante é aplicada).

P = m x v (Quantidade de movimento)

I = F x Δt = ΔP = m₂v₂ – m­₁v₁

A quantidade de movimento de um sistema de partículas é a soma de seus momentos, bem como o impulso é a soma da variação das quantidades de movimento. Assim, em um sistema fechado (em que não há troca de matéria com a vizinhança, nem ação de forças externas) a quantidade de movimento é conservada já que a força resultante sobre o sistema é nula.

O sistema do problema se enquadra como um sistema fechado, portanto a quantidade de movimento antes do decaimento é igual à depois. Como inicialmente o momento linear é nulo, já que o isótopo do Hélio está em repouso, após o decaimento a soma das quantidades de movimento das partículas geradas também é zero.

P_He = P_Li + P_e + P_ν = 0

Sendo assim, o vetor que melhor representa a direção e o sentido da quantidade de movimento do antineutrino deve ser um vetor de mesma direção e sentido oposto à soma dos vetores quantidade de movimento do isótopo de lítio e do elétron:

Alternativa D.