Question

Помогите пожалуйста. Есть молекула Н2. Сравните силу Кулона и силу гравитации (F1/F2) зная массу электрона (9*10(-31) кг) и массу протона (1,67*10(-27) кг).

Answer 1

Ответ:

Сила электростатического взаимодействия в 2,3*10³⁹ раза больше силы гравитационного взаимодействия протона и электрона

Объяснение:

Кулоновская сила взаимодействия протона и электрона:

$\displaystyle F_k=\frac{1}{4\pi \epsilon_0}\frac{e^2}{r^2}$

Сила их гравитационного взаимодействия:

$\displaystyle F_g=G\frac{m_pm_e}{r^2}$

Их отношение:

$\displaystyle \frac{F_k}{F_g}=\frac{1}{4\pi \epsilon_0}\frac{e^2}{r^2}*\frac{r^2}{Gm_pm_e}=\frac{e^2}{4\pi \epsilon_0Gm_pm_e}$

Выполним подстановку и расчет:

$\displaystyle \frac{F_k}{F_g}=\frac{(1.6*10^{-19})^2}{4*3.14*8.85*10^{-12}*6.67*10^{-11}*1.67*10^{-27}*9*10^{-31}}\approx 2.3*10^{39}$.

Answer 2

Для сравнения силы Кулона и силы гравитации между двумя молекулами H2 (состоящими из двух протонов и двух электронов), нужно учесть, что сила Кулона зависит от зарядов частиц, а сила гравитации зависит от их масс.

Сила Кулона между двумя частицами с зарядами q1 и q2 может быть вычислена по формуле: $F_C = \frac{k \cdot |q1 \cdot q2|}{r^2},$ где:

• $k$ - постоянная Кулона ($8.988 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2$),
• $q1$ и $q2$ - заряды частиц,
• $r$ - расстояние между частицами.

Сила гравитации между двумя частицами массой $m1$ и $m2$ может быть вычислена по формуле: $F_G = \frac{G \cdot |m1 \cdot m2|}{r^2},$ где:

• $G$ - гравитационная постоянная ($6.674 \times 10^{-11} \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{кг}^2$),
• $m1$ и $m2$ - массы частиц.

В данном случае мы рассматриваем молекулу H2, которая состоит из двух протонов (масса $m_p$) и двух электронов (масса $m_e$). Протоны имеют положительный заряд, а электроны - отрицательный.

Давайте сначала рассмотрим отношение сил Кулона и силы гравитации для одной пары частиц (протон-электрон) внутри молекулы H2.

Сила Кулона между протоном и электроном: $F_C = \frac{k \cdot |q_p \cdot q_e|}{r^2},$ где $q_p$ - заряд протона, $q_e$ - заряд электрона.

Сила гравитации между протоном и электроном: $F_G = \frac{G \cdot |m_p \cdot m_e|}{r^2},$ где $m_p$ - масса протона, $m_e$ - масса электрона.

Теперь мы можем сравнить отношение этих двух сил: $\frac{F_C}{F_G} = \frac{k \cdot |q_p \cdot q_e|}{G \cdot |m_p \cdot m_e|}.$

Подставив известные значения $q_p$, $q_e$, $m_p$ и $m_e$ в эту формулу, вы сможете найти отношение сил Кулона и гравитации для данной пары частиц. Напоминаю, что в данном случае мы рассматриваем одну пару протон-электрон внутри молекулы H2.