Atualmente, vários laboratórios, utilizando vários feixes de laser, são capazes de resfriar gases a temperaturas muito próximas do zero absoluto, obtendo moléculas e átomos ultrafrios. Considere três átomos ultrafrios de massa , que se aproximam com velocidades desprezíveis. Da colisão tripla resultante, observada de um referencial situado no centro de massa do sistema, forma-se uma molécula diatômica com liberação de certa quantidade de energia . Obtenha a velocidade final do átomo remanescente em função de e .

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ITA IIT 10/03/2023, 23:36
Admitindo que não hajam forças externas atuando no sistema, pela conservação do momento linear, têm-se:\begin{matrix} \Delta \vec{p} = 0 &,& p_{inicial} = 0 &\wedge& p_{final} = 2Mv + Mu \end{matrix}$\color{orangered}{\text{Obs:}}$ $u$ é a velocidade do átomo remanescente, assim como $v$ é a da molécula diatômica.\begin{matrix}\text{(I)}: & v = -\dfrac{u}{2} \end{matrix}Agora, conforme conservação da energia mecânica:\begin{matrix} \Delta E_M = 0 &,& E_{inicial} = 0 &\wedge& E_{final} = \dfrac{2Mv^2}{2} + \dfrac{Mu^2}{2} - B \end{matrix}Consequentemente, substituindo $\text{(I)}$ no resultado acima:\begin{matrix} u = 2\sqrt{\dfrac{B}{3M}} & \tiny{\blacksquare} \end{matrix}
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