Nhận biết (M1)

Xét sự kiện một hạt (được bắn từ xa) va chạm đàn hồi trực diện với một hạt nhân Vàng đứng yên. Mỗi phát biểu sau đây về động lực học của quá trình này là đúng hay sai

Phát biểu	Đúng	Sai
Khi va chạm trực diện, hạt sẽ tiến đến một khoảng cách gần nhất định rồi dừng lại tức thời trước khi bị đẩy lùi
Tại vị trí dừng lại tức thời, toàn bộ động năng ban đầu của hạt đã chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng tĩnh điện của hệ
Tại điểm có khoảng cách tiếp cận gần nhất, gia tốc của hạt bằng do vận tốc của nó đã bị triệt tiêu
Động năng ban đầu của hạt càng lớn thì thời gian nó dừng lại tại điểm tiếp cận gần nhất càng kéo dài

Giải thích đáp án:

(a) Đúng. Khi bay trực diện vào tâm hạt nhân Vàng, lực đẩy Coulomb ngược chiều chuyển động làm hạt chậm dần. Đến giới hạn khoảng cách cực tiểu , động năng bằng , hạt dừng lại tức thời rồi bị đẩy bật ngược trở lại.

(b) Đúng. Áp dụng định lý bảo toàn cơ năng, động năng cực đại ban đầu ở vô cực đã chuyển hóa hoàn toàn thành thế năng tương tác tĩnh điện cực đại tại điểm dừng.

(c) Sai. Vận tốc bằng chỉ có nghĩa là hạt dừng lại tức thời để đổi chiều. Tại khoảng cách này, lực đẩy Coulomb đạt giá trị lớn nhất, nên theo định luật II Newton, gia tốc đẩy hạt ngược lại là cực đại chứ không phải bằng .

(d) Sai. Trạng thái “dừng lại tức thời” nghĩa là vận tốc chỉ xảy ra tại một khoảnh khắc duy nhất (thời gian ). Nó không hề phụ thuộc vào động năng ban đầu để có thể “kéo dài”.