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Un protón viaja 8, 2x10 ^ 5m / s y sufre una colisión elástica contra otro estacionario?

Un protón viaja 8, 2x10 ^ 5m / s y sufre una colisión elástica contra otro estacionario. Si uno se desvía 60°, cuanto se desvía el otro? Y cuáles son las velocidades finales? ​.

En resumen

En una colisión elástica se conserva la cantidad de movimiento, y también la energía cinética debido a que no hay absorción de energía por parte de los cuerpos involucrados. De modo que : <img src="https://tex.z-dn.net/?

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En una colisión elástica se conserva la cantidad de movimiento, y también la energía cinética debido a que no hay absorción de energía por parte de los cuerpos involucrados.

De modo que : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=P_%7B1i%7D%2BP_%7B2i%7D%3DP_%7B1f%7D%2BP_%7B2f%7D%5C%5Cm_%7Bp%7Dv_%7Bpi%7D%3Dm_%7Bp%7Dv_%7Bp1f%7D%2Bm_%7Bp%7Dv_%7Bp2f%7D%5C%5Cv_%7Bpi%7D%3Dv_%7Bp1f%7D%2Bv_%7Bp2f%7D" />Nos dicen que un protón se desvía 60°, entonces : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=v_%7Bpi%7D.cos%280%5C%C2%B0%29%3Dv_%7Bp1f%7D.cos%2860%5C%C2%B0%29%2Bv_%7Bp2f%7D.cos%28%5Calpha%29%5C%5Cv_%7Bpi%7D%3D0%2C5v_%7Bp1f%7D%2Bv_%7Bp2f%7Dcos%28%5Calpha%29%5C%5Cv_%7Bpi%7D.sen%280%5C%C2%B0%29%3Dv_%7Bp1f%7D.sen%2860%5C%C2%B0%29%2Bv_%7Bp2f%7D.sen%28%5Calpha%29%5C%5C0%3Dv_%7Bp1f%7D.sen%2860%5C%C2%B0%29%2Bv_%7Bp2f%7D.sen%28%5Calpha%29" />Tenemos 3 incógnitas, vamos a la condición de conservación de la energía cinética : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dm_%7Bp%7D.v_%7Bpi%7D%5E2%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dm_%7Bp%7D.v_%7Bp1f%7D%5E2%2B%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Dm_%7Bp%7D.v_%7Bp2f%7D%5E2%5C%5Cv_%7Bpi%7D%5E2%3Dv_%7Bp1f%7D%5E2%2Bv_%7Bp2f%7D%5E2" />Lo que da a entender que las dos velocidades finales forman un ángulo de 90° entre ellas, con lo que ; <img src="https://tex.z-dn.net/?f=%5Calpha%20%3D60%5C%C2%B0-90%5C%C2%B0%3D-30%5C%C2%B0" />Reemplazando : <img src="https://tex.z-dn.net/?f=0%3Dv_%7B1f%7D.sen%2860%5C%C2%B0%29%2Bv_%7B2f%7D.sen%28-30%5C%C2%B0%29%5C%5Cv_%7Bi%7D%3Dv_%7B1f%7D.cos%2860%5C%C2%B0%29%2Bv_%7B2f%7D.cos%28-30%5C%C2%B0%29%5C%5C%5C%5C0%3D0%2C866v_%7B1f%7D-0%2C5v_%7B2f%7D%5C%5Cv_%7Bi%7D%3D0%2C5v_%7B1f%7D%2B0%2C866v_%7B2f%7D%5C%5C" />Resuelvo el sistema de ecuaciones.

<img src="https://tex.z-dn.net/?f=v_%7B1f%7D%3D%5Cfrac%7Bdet%5Cleft%5B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bcc%7D0%26-0%2C5%5C%5Cv_%7Bi%7D%260%2C866%5Cend%7Barray%7D%5Cright%5D%20%7D%7Bdet%5Cleft%5B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bcc%7D0%2C866%26-0%2C5%5C%5C0%2C5%260%2C866%5Cend%7Barray%7D%5Cright%5D%7D%20%3D%5Cfrac%7B0%2C5v_%7Bf%7D%7D%7B1%2C25%7D%3D%200%2C4v_%7Bf%7D%3D0%2C4.8%2C2x10%5E5%3D3%2C28x10%5E5%5Cfrac%7Bm%7D%7Bs%7D%5C%5C%5C%5Cv_%7B2f%7D%3D%5Cfrac%7Bdet%5Cleft%5B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bcc%7D0%2C866%260%5C%5C0%2C5%26v_%7Bi%7D%5Cend%7Barray%7D%5Cright%5D%20%7D%7Bdet%5Cleft%5B%5Cbegin%7Barray%7D%7Bcc%7D0%2C866%26-0%2C5%5C%5C0%2C5%260%2C866%5Cend%7Barray%7D%5Cright%5D%7D%20%3D%5Cfrac%7B0%2C866v_%7Bf%7D%7D%7B1%2C25%7D%3D%200%2C69v_%7Bf%7D%3D0%2C69.8%2C2x10%5E5%3D5%2C68x10%5E5%5Cfrac%7Bm%7D%7Bs%7D" />Estos serían los módulos de las velocidades finales.

Resumiendo, si uno de los protones se desvía 60°, el otro se desvía 30° en la dirección opuesta respecto de la dirección original del primer protón.