Номер 4, страница 136 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Строение атома. Элементы классической электронной теории. Параграф 37. Электронная проводимость металлов. Задания и упражнения - номер 4, страница 136.

Условие.

4. Вычислите модуль силы взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода, если расстояние между ними равно $5 \cdot 10^{-11}$ м.

Решение.

Дано:

$r = 5 \cdot 10^{-11}$ м

$|q_e| = e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл

$|q_p| = e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл

$k = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}$

Все данные представлены в системе СИ.

Найти:

$\text{F}$ — модуль силы взаимодействия.

Решение:

Сила взаимодействия между электроном и ядром в атоме водорода является электростатической силой притяжения. Модуль этой силы определяется по закону Кулона:

$F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}$

Здесь $q_1$ — заряд электрона, а $q_2$ — заряд ядра атома водорода (протона). Их модули равны элементарному заряду $\text{e}$.

$|q_1| = |q_2| = e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

Таким образом, формула для расчета силы принимает вид:

$F = k \frac{e^2}{r^2}$

Подставим известные значения в формулу и выполним расчет:

$F = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2} \cdot \frac{(1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл})^2}{(5 \cdot 10^{-11} \text{ м})^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{2.56 \cdot 10^{-38}}{25 \cdot 10^{-22}} \frac{\text{Кл}^2}{\text{м}^2}$

$F = \frac{9 \cdot 2.56}{25} \cdot 10^{9 - 38 + 22} \text{ Н} = \frac{23.04}{25} \cdot 10^{-7} \text{ Н}$

$F = 0.9216 \cdot 10^{-7} \text{ Н}$

Представим результат в стандартном виде:

$F \approx 9.22 \cdot 10^{-8} \text{ Н}$

Ответ: модуль силы взаимодействия электрона с ядром в атоме водорода равен приблизительно $9.22 \cdot 10^{-8}$ Н.