Question

С какой силой будут притягиваться два одинаковых свинцовых шарика диаметром 1 см, расположенных на расстоянии 1 м друг от друга, если у каждого атома первого шарика отнять по одному электрону и все эти электроны перенести на второй шарик? Ответ: 6,9 * 10^16 Н. Мне нужно решение.

Answer 1

Запишем формулу для определения количества атомов свинцового шарика.
N=mM⋅NA(1).
Где: m – масса шарика, М – молярная масса свинца, М = 207,15∙10-3 кг/моль, NА = 6,02∙1023 моль-1 – число Авогадро.
Запишем формулу для определения массы шарика
m=ρ⋅V(2).
Где: V – объем шарика, ρ – плотность свинца, ρ = 11,3∙103 кг/м3.
Запишем формулу для определения объема шарика
V=π⋅d36(3).
Запишем формулу для определения заряда каждого шарика
q1=0−e⋅N(4),q2=0+e⋅N(5).
Где: е – заряд электрона, е = -1,6∙10-19 Кл.
Определим, какой силой будут притягиваться два одинаковых свинцовых шарика, используя закон Кулона
F=k⋅|q1|⋅|q2|r2(6).m=π⋅d36⋅ρ,N=π⋅d3⋅ρ6⋅M⋅NA,q1=0−π⋅d3⋅ρ6⋅M⋅NA⋅e,q2=0+π⋅d3⋅ρ6⋅M⋅NA⋅e.F=k⋅∣∣0−π⋅d3⋅ρ6⋅M⋅NA⋅e∣∣⋅∣∣0+π⋅d3⋅ρ6⋅M⋅NA⋅e∣∣r2=k⋅(π⋅d3⋅ρ6⋅M⋅NA⋅e)2r2.F=9⋅109⋅(3,14⋅(10−2)3⋅11,3⋅1036⋅207,15⋅10−3⋅6,02⋅1023⋅1,6⋅10−19)212=0,668⋅1017.
Ответ: 6,68∙1016 Н.

Answer 2

Для решения этой задачи можно использовать закон Кулона, который описывает взаимодействие между двумя заряженными частицами. Закон Кулона гласит:

F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды частиц, r - расстояние между частицами.

В данной задаче каждый шарик будет иметь отрицательный заряд, так как у него будет на один электрон больше, а каждый электрон имеет отрицательный заряд. Заряд каждого шарика можно выразить через элементарный заряд e:

q = -e,

где e ≈ 1,602 × 10^(-19) Кл.

Теперь мы можем вычислить силу взаимодействия между двумя шариками. Расстояние между шариками составляет 1 метр, или 100 см (r = 100 см). Постоянная Кулона k ≈ 8,988 × 10^9 Н·м^2/Кл^2.

Подставляя значения в формулу, получаем:

F = (8,988 × 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (|-e| * |-e|) / (100 см)^2.

Учитывая, что заряды q1 и q2 равны по модулю, можем записать:

F = (8,988 × 10^9 Н·м^2/Кл^2) * (e * e) / (100 см)^2.

Выполняя вычисления, получаем:

F ≈ 6,9 × 10^16 Н.

Таким образом, сила взаимодействия между двумя шариками составляет примерно 6,9 × 10^16 Н.