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Esercizio fisica e studio funzione

  

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FISICA DECÁDIMENTO RADIOATTIVO In medicina nucleare viene utilizzato un elemento radioattivo, il tecnezio, ottenuto dal decadimento del molibdeno. In un campione contenente molibdeno, il numero di atomi di molibdeno radioattivo varia nel tempo secondo la legge:
$$
N_1(t)=N_0 e^{-\lambda_1 t}, \quad \operatorname{con} t>0 .
$$
a. Ricava dal grafico il numero iniziale $N_0$ di atomi di molibdeno e la costante di decadimento $\lambda_1$.
b. Il tecnezio ottenuto decade a sua volta, per cui il numero di atomi di tecnezio utilizzabili segue l'andamento nel tempo:
$$
N_2(t)=N_0 \frac{\lambda_1}{\lambda_2-\lambda_1}\left(e^{-\lambda_1 t}-e^{-\lambda_2 t}\right), \quad \text { con } t>0 .
$$

Sapendo che $\lambda_2=0,1 h^{-1}$, studia l'andamento di questa funzione e trova dopo quanto tempo si ha il massimo numero di atomi di tecnezio utilizzabili.
[a) $N_0=1000, \lambda_1=1,0 \cdot 10^{-2} \mathrm{~h}^{-1}$; b) $\left.26 \mathrm{~h}\right]$

E1C8F17F 3318 4F60 821A 5AFA22F6AEB8
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L'esponenziale decrescente passa per i due punti

 

(44, 644)

(103, 357)

No e^(-44 L1) = 644

No e^(-103 L1) = 357

Dividendo

e^[(103-44)L1] = 644/357 = 1.8039

59 L1 = 0.59

L1 = 10^(-2) h^(-1)

e infine

No = 644 * e^0.44 = 999.94 ~ 1000

1000 e^(-0.01 t)

 

N(t) =

= 1000*0.01/(0.1 - 0.01) * (e^(-t/100) - e^(-t/10)) =

= 10/0.09 (e^(-t/100) - e^(-t/10)) =

= 111.11 (e^(-t/100) - e^(-t/10))

si deve trovare il massimo di questa

 

la derivata é

111.11 (-1/100 e^(-t/100) + 1/10 e^(-t/10) ) >= 0

- e^(-0.01 t) + 10 e^(-0.1t) >= 0

e^(-0.01t) (10 e^(-0.09 t) - 1) >= 0

e^(-0.09 t) >= 1/10

- 0.09 t >= - ln 10

t <= ln(10)/0.09

massimo relativo in t* = 25.6 h

essendo i limiti per t->0+ e per t -> +oo entrambi uguali a zero

il massimo trovato é assoluto.

Per chiarezza metto il grafico

https://www.desmos.com/calculator/kcqjo9hk6k

 

 



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