Solucions Física en context 2: Q36

Q36

Considereu l'àtom d'hidrogen en el que la distància mitjana entre el protó que forma el nucli i l'electró és de 0,037 nm.

Dades: m(protó) = 1,67·10^-27 kg; m(electró) = 9,11·10^-31 kg; e = 1,6·10^-19 C.

(a) Quin és el valor de la força elèctrica entre ells?

El mòdul de la força elèctrica és:

$F subíndex E igual k per fracció numerador Q per q entre denominador r al quadrat fi fracció$

$F subíndex E igual 9 per 10 elevat a 9 per fracció numerador 1 coma 6 per 10 elevat a menys 19 fi elevat per 1 coma 6 per 10 elevat a menys 19 fi elevat entre denominador obre parèntesis 0 coma 037 per 10 elevat a menys 9 fi elevat tanca parèntesis al quadrat fi fracció$

$envoltori caixa F subíndex E igual 1 coma 68 per 10 elevat a menys 7 fi elevat espai N fi envoltori$

(b) Quin és el valor de la força gravitatòria entre ells?

El mòdul de la força gravitatòria és:

$F subíndex g igual G per fracció numerador M per m entre denominador r al quadrat fi fracció$

$F subíndex g igual 6 coma 67 per 10 elevat a menys 11 fi elevat per fracció numerador 1 coma 67 per 10 elevat a menys 27 fi elevat per 9 coma 11 per 10 elevat a menys 31 fi elevat entre denominador obre parèntesis 0 coma 037 per 10 elevat a menys 9 fi elevat tanca parèntesis al quadrat fi fracció$

$envoltori caixa F subíndex g igual 7 coma 41 per 10 elevat a menys 47 fi elevat espai N fi envoltori$

(c) Analitzant els resultats anteriors, quina serà la força responsable de l'estructura de l'àtom?

Podem observa que la força elèctrica entra el protó i l'electró és molt més gran que la força gravitatòria $obre parèntesis pila F subíndex E amb fletxa dreta a sobre molt major pila F subíndex g amb fletxa dreta a sobre tanca parèntesis$ i per tant és la força elèctrica la responsable de l'estructura de l'àtom.

Propietat intel·lectual i drets d'autoria

Q36