Какая сила взаимодействия могла бы быть между двумя одинаковыми шариками из лития массой в 1 г, на расстоянии 1 м, если бы все свободные электроны одного шарика были переданы другому? Предполагается, что каждый атом лития отдает по одному электрону.
Искандер
Чтобы решить эту задачу, мы можем использовать закон Кулона для взаимодействия между электрическими зарядами. Закон Кулона утверждает, что сила взаимодействия между двумя заряженными объектами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Сначала необходимо определить заряд, который содержится в одном шарике. Поскольку каждый атом лития отдает по одному электрону, общий заряд в шарике будет равен общему количеству электронов, умноженному на элементарный заряд \(e\), который примерно равен \(1,6 \times 10^{-19}\) Кулон.
Масса одного шарика составляет 1 г, атомный масса лития примерно равна \(6,94 \times 10^{-3}\) кг. Так как масса шарика состоит из количества атомов, масса одного атома может быть получена путем деления массы шарика на количество атомов в нем.
Для двух одинаковых шариков массой 1 г каждый, общая масса будет 2 г, и общее количество атомов будет двойным от количества атомов в одном шарике.
Теперь, зная общее количество атомов в двух шариках, можно определить общее количество электронов. Так как каждый атом отдает по одному электрону, общее количество электронов будет равно общему количеству атомов.
После определения общего количества электронов в двух шариках, мы можем найти общий заряд в шариках, умножив общее количество электронов на элементарный заряд \(e\).
Расстояние между шариками составляет 1 м.
Теперь мы можем применить закон Кулона, чтобы найти силу взаимодействия между двумя шариками. Формула для силы взаимодействия:
\[F = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2}\]
где \(F\) - сила взаимодействия, \(k\) - постоянная Кулона (\(8,988 \times 10^9\) Н·м\(^2\)/Кл\(^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - заряды двух шариков, \(r\) - расстояние между ними.
Подставим известные значения:
\[F = \frac{(8,988 \times 10^9) \cdot q \cdot q}{1^2}\]
где \(q\) - заряд одного шарика.
Так как оба шарика имеют одинаковый заряд, заменим \(q\) на значение общего заряда, который мы получили ранее.
Пожалуйста, подождите немного, я выполню вычисления.
Сначала необходимо определить заряд, который содержится в одном шарике. Поскольку каждый атом лития отдает по одному электрону, общий заряд в шарике будет равен общему количеству электронов, умноженному на элементарный заряд \(e\), который примерно равен \(1,6 \times 10^{-19}\) Кулон.
Масса одного шарика составляет 1 г, атомный масса лития примерно равна \(6,94 \times 10^{-3}\) кг. Так как масса шарика состоит из количества атомов, масса одного атома может быть получена путем деления массы шарика на количество атомов в нем.
Для двух одинаковых шариков массой 1 г каждый, общая масса будет 2 г, и общее количество атомов будет двойным от количества атомов в одном шарике.
Теперь, зная общее количество атомов в двух шариках, можно определить общее количество электронов. Так как каждый атом отдает по одному электрону, общее количество электронов будет равно общему количеству атомов.
После определения общего количества электронов в двух шариках, мы можем найти общий заряд в шариках, умножив общее количество электронов на элементарный заряд \(e\).
Расстояние между шариками составляет 1 м.
Теперь мы можем применить закон Кулона, чтобы найти силу взаимодействия между двумя шариками. Формула для силы взаимодействия:
\[F = \frac{k \cdot q_1 \cdot q_2}{r^2}\]
где \(F\) - сила взаимодействия, \(k\) - постоянная Кулона (\(8,988 \times 10^9\) Н·м\(^2\)/Кл\(^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - заряды двух шариков, \(r\) - расстояние между ними.
Подставим известные значения:
\[F = \frac{(8,988 \times 10^9) \cdot q \cdot q}{1^2}\]
где \(q\) - заряд одного шарика.
Так как оба шарика имеют одинаковый заряд, заменим \(q\) на значение общего заряда, который мы получили ранее.
Пожалуйста, подождите немного, я выполню вычисления.
Знаешь ответ?