En alfa-partikelopladning 2,0e sendes i høj hastighed mod en guldkerne 79E Hvad den elektriske kraft, der virker på, når den er 3,0 10-14 m fra nucleus?

1. Forstå koncepterne

* Coulombs lov: Denne lov beskriver den elektrostatiske kraft mellem to ladede objekter. Kraften er direkte proportional med produktet af anklagerne og omvendt proportional med kvadratet på afstanden mellem dem.

* alfa -partikel: En alfa -partikel er en heliumkern, der består af to protoner og to neutroner. Dens ladning er +2e, hvor 'e' er den elementære ladning (1.602 x 10^-19 coulombs).

* guldkerne: En guldkerne har 79 protoner, så dens ladning er +79e.

2. Formel

Coulombs lov:

F =(k * q1 * q2) / r²

Hvor:

* F =elektrostatisk kraft

* k =Coulombs konstant (8.98755 × 10^9 N⋅m²/c²)

* Q1 =Opladning af alfa -partiklen (+2e)

* Q2 =Charge of the Gold Nucleus (+79E)

* r =afstand mellem afgifterne (3,0 x 10^-14 m)

3. Beregning

* Konverter afgifter til Coulombs:

* Q1 =+2 * (1.602 x 10^-19 C) =3,204 x 10^-19 C

* q2 =+79 * (1.602 x 10^-19 c) =1.2656 x 10^-17 c

* stikværdier i Coulombs lov:

F =(8.98755 × 10^9 N⋅m² / c²) * (3,204 x 10^-19 C) * (1.2656 x 10^-17 C) / (3,0 x 10^-14 m) ²

* Beregn styrken:

F ≈ 4,04 x 10^-3 n

Svar: Den elektriske kraft, der virker på alfa-partiklen, når den er 3,0 x 10^-14 m fra guldkernen, ligger ca. 4,04 x 10^-3 newton.