Условие задачи:
С какой силой ядро атома железа (\({}_{26}^{56}Fe\)) притягивает электрон, находящийся на внутренней оболочке атома, расположенной на расстоянии 10-12 м?
Задача №6.1.4 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»
Дано:
\(r=10^{-12} \) м, \(F-?\)
Решение задачи:
Ядро атома железа \({}_{26}^{56}Fe\) состоит из протонов и нейтронов, причём число протонов в ядре равно суммарному числу электронов на электронных оболочках. Число протонов в ядре (а значит и общее количество электронов в атоме железа) равно зарядовому числу (у железа равно 26, нижнее число в записи \({}_{26}^{56}Fe\)). Так как заряд протона по абсолютной величине равен заряду электрона, то заряд ядра атома железа равен:
\[q = 26e\]
Элементарный заряд \(e\) равен 1,6·10-19 Кл.
Тогда силу Кулона, действующую между ядром атома железа и электроном, находящимся на внутренней оболочке ядра, можно найти по формуле:
\[F = \frac{{26k{e^2}}}{{{r^2}}}\]
Здесь \(k\) – коэффициент пропорциональности, равный 9·109 Н·м2/Кл2.
Произведём вычисления:
\[F = \frac{{26 \cdot 9 \cdot {{10}^9} \cdot {{1,6}^2} \cdot {{10}^{ – 38}}}}{{{{10}^{ – 24}}}} = 0,006\;Н = 6\;мН\]
Ответ: 6 мН.
Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.
Смотрите также задачи:
6.1.3 Два шарика, расположенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые
6.1.5 На двух одинаковых капельках воды находится по одному лишнему электрону
6.1.6 Два заряженных шара одинакового радиуса, массой 0,3 кг каждый, расположены
А число 26 не надо возводить в квадрат в конечной формуле?
А зачем? Заряд ядра атома железа – 26e, заряд электрона – e, поэтому число 26 в квадрат возводить не нужно
Я всё равно не понял. F=kq^2/r^2. Но наше q равно 26е. Почему 26 не в квадрате?
Силу кулоновского взаимодействия между зарядами определяют по формуле:\[F = \frac{{k\left| {{q_1}} \right|\left| {{q_2}} \right|}}{{{r^2}}}\]Здесь \(k\) – коэффициент пропорциональности, \({\left| {{q_1}} \right|}\) и \({\left| {{q_2}} \right|}\) – модули зарядов, \(r\) – расстояние между зарядами. Модуль заряда ядра атома железа равен \(26e\), модуль заряда электрона равен \(e\). Поэтому:\[F = \frac{{k \cdot 26e \cdot e}}{{{r^2}}} = \frac{{26k{e^2}}}{{{r^2}}}\]Как Вы видите, число 26 в квадрат возводить не нужно.