Ένα φορτίο σωματιδίων άλφα 2.0E αποστέλλεται σε υψηλή ταχύτητα προς έναν χρυσό πυρήνα 79E Ποια είναι η ηλεκτρική δύναμη που ενεργεί όταν είναι 3,0 10-14 m από τον πυρήνα;
1. Κατανοήστε τις έννοιες
* Νόμος του Coulomb: Αυτός ο νόμος περιγράφει την ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ δύο φορτισμένων αντικειμένων. Η δύναμη είναι άμεσα ανάλογη με το προϊόν των φορτίων και αντιστρόφως ανάλογη προς το τετράγωνο της απόστασης μεταξύ τους.
* σωματίδιο άλφα: Ένα σωματίδιο άλφα είναι ένας πυρήνας ηλίου, που αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια. Η χρέωση του είναι +2e, όπου το «e» είναι το στοιχειώδες φορτίο (1,602 x 10^-19 coulombs).
* Χρυσός πυρήνας: Ένας χρυσός πυρήνας έχει 79 πρωτόνια, οπότε το φορτίο του είναι +79Ε.
2. Τύπος
Ο νόμος του Coulomb:
F =(k * q1 * q2) / r2
Οπου:
* F =ηλεκτροστατική δύναμη
* k =σταθερή Coulomb (8.98755 × 10^9 n θέση 3/c²)
* Q1 =Φορτίμα του σωματιδίου άλφα (+2Ε)
* Q2 =Φόρτιση του χρυσού πυρήνα (+79E)
* r =απόσταση μεταξύ των φορτίων (3.0 x 10^-14 μ.)
3. Υπολογισμός
* μετατρέψτε τις χρεώσεις σε coulombs:
* Q1 =+2 * (1.602 x 10^-19 C) =3.204 x 10^-19 C
* Q2 =+79 * (1.602 x 10^-19 C) =1.2656 x 10^-17 C
* Τιμές βύσματος στον νόμο του Coulomb:
F =(8.98755 × 10^9 n⋅m² / c²) * (3.204 x 10^-19 c) * (1.2656 x 10^-17 c) / (3.0 x 10^-14 m) ²
* Υπολογίστε τη δύναμη:
F ≈ 4.04 x 10^-3 n
απάντηση: Η ηλεκτρική δύναμη που ενεργεί στο σωματίδιο άλφα όταν είναι 3,0 x 10^-14 m από τον πυρήνα του χρυσού είναι περίπου 4,04 x 10^-3 Newton.
