Question

Определить потенциальную энергию взаимодействия двух протонов в воздухе на расстоянии 10 см друг от друга.

Answer 1

 Два точечных заряда 0,6 мкКл и −0,3 мкКл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. 

Answer 2

Для определения потенциальной энергии взаимодействия двух протонов в воздухе на расстоянии 10 см друг от друга, мы можем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами.

Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для расчета силы взаимодействия между двумя зарядами имеет вид:

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

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды двух протонов, r - расстояние между ними.

В нашем случае заряды двух протонов равны единице элементарного заряда (e), поэтому q1 = q2 = e. Расстояние между протонами (r) составляет 10 см, что равно 0.1 метра.

Теперь мы можем вычислить силу взаимодействия двух протонов, используя известные значения:

F = k * (e * e) / (0.1)^2

Константа k в законе Кулона равна приблизительно 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.

Подставляя значения и вычисляя, получаем:

F = (9 * 10^9) * (1.6 * 10^-19)^2 / (0.1)^2

Таким образом, сила взаимодействия двух протонов на расстоянии 10 см друг от друга составляет примерно 2.304 * 10^-10 Ньютон.

Теперь, чтобы определить потенциальную энергию взаимодействия, мы можем использовать следующую формулу:

U = -F * r

где U - потенциальная энергия, F - сила взаимодействия, r - расстояние между протонами.

Подставляя значения, получаем:

U = -(2.304 * 10^-10) * 0.1

Таким образом, потенциальная энергия взаимодействия двух протонов на расстоянии 10 см друг от друга составляет примерно -2.304 * 10^-11 Дж (джоулей). Знак минус указывает на то, что эта энергия является потенциальной, а не кинетической.