Вопрос задан 10.12.2024 в 21:12. Предмет Физика. Спрашивает Ерилова Анастасия.

Вычислите силу, действующую
на электрон в атоме водорода и на Землю со стороны Солнца. Сделайте вывод:
какая из сил и во сколько раз больше.

я вычислила силу она равна 35.7* 10^21н но как узнать какая из сил больше?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Голиков Дмитрий.

Для того чтобы вычислить силу, действующую на электрон в атоме водорода и на Землю со стороны Солнца, необходимо использовать закон всемирного тяготения и формулы для силы электростатического взаимодействия.

Сила, действующая на электрон в атоме водорода

Сила, действующая на электрон, может быть рассчитана через закон Кулона. В атоме водорода электрон взаимодействует с протоном, который находится на расстоянии радиуса Бора (приблизительно r5.29×1011r \approx 5.29 \times 10^{-11} м).

Формула для силы электростатического взаимодействия между двумя зарядами:

Fe=kq1q2r2F_e = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}

где:

  • FeF_e — сила взаимодействия,
  • kk — электростатическая постоянная (8.99×109Н m2/C28.99 \times 10^9 \, \text{Н m}^2/\text{C}^2),
  • q1q_1 и q2q_2 — заряды (для электрона и протона это e1.6×1019Ce \approx 1.6 \times 10^{-19} \, \text{C}),
  • rr — расстояние между зарядами (радиус Бора).

Подставляя значения, получаем:

Fe=(8.99×109)(1.6×1019)2(5.29×1011)28.19×108НF_e = \frac{(8.99 \times 10^9) \cdot (1.6 \times 10^{-19})^2}{(5.29 \times 10^{-11})^2} \approx 8.19 \times 10^{-8} \, \text{Н}

Сила, действующая на Землю со стороны Солнца

Сила, действующая на Землю со стороны Солнца, может быть вычислена через закон всемирного тяготения:

Fg=Gm1m2r2F_g = \frac{G \cdot m_1 \cdot m_2}{r^2}

где:

  • FgF_g — сила притяжения,
  • GG — гравитационная постоянная (6.674×1011Н m2/kg26.674 \times 10^{-11} \, \text{Н m}^2/\text{kg}^2),
  • m1m_1 и m2m_2 — массы Земли (5.97×1024kg\approx 5.97 \times 10^{24} \, \text{kg}) и Солнца (1.989×1030kg\approx 1.989 \times 10^{30} \, \text{kg}),
  • rr — расстояние между Землей и Солнцем (приблизительно 1.5×1011m1.5 \times 10^{11} \, \text{m}).

Подставляя значения, получаем:

Fg=(6.674×1011)(5.97×1024)(1.989×1030)(1.5×1011)23.54×1022НF_g = \frac{(6.674 \times 10^{-11}) \cdot (5.97 \times 10^{24}) \cdot (1.989 \times 10^{30})}{(1.5 \times 10^{11})^2} \approx 3.54 \times 10^{22} \, \text{Н}

Сравнение сил

Теперь у нас есть:

  • Сила, действующая на электрон: Fe8.19×108НF_e \approx 8.19 \times 10^{-8} \, \text{Н}
  • Сила, действующая на Землю: Fg3.54×1022НF_g \approx 3.54 \times 10^{22} \, \text{Н}

Чтобы узнать, какая из сил больше, мы можем просто сравнить их значения:

  • Сила на электрон FeF_e — это примерно 8.19×108Н8.19 \times 10^{-8} \, \text{Н}.
  • Сила на Землю FgF_g — это 3.54×1022Н3.54 \times 10^{22} \, \text{Н}.

Для сравнения можно рассчитать, во сколько раз FgF_g больше FeF_e:

Отношение сил=FgFe=3.54×10228.19×1084.32×1030\text{Отношение сил} = \frac{F_g}{F_e} = \frac{3.54 \times 10^{22}}{8.19 \times 10^{-8}} \approx 4.32 \times 10^{30}

Вывод

Сила, действующая на Землю со стороны Солнца, значительно больше силы, действующей на электрон в атоме водорода. Конкретно, сила на Землю больше силы на электрон примерно в 4.32×10304.32 \times 10^{30} раз. Это демонстрирует, н

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос