Решение

При наибольшем сближении относительная скорость атома и протона будет равна нулю, а их скорости равны, запишем закон сохранения импульса:

$$\left\{\begin{matrix} mv = mv_1 + 4mv_2& \\ v_1 = v_2& \end{matrix}\right.$$

Отсюда

$$mv = 5mv_1 \Rightarrow \boxed{v = 5v_1}$$