Во сколько раз сила ньютоновского притяжения между двумя протонами меньше силы их кулоновского отталкивания?

Физика 11 класс Сила взаимодействия между зарядами и массами сила ньютоновского притяжения сила кулоновского отталкивания протон физика 11 класс сравнение сил законы физики Новый

Чтобы ответить на вопрос, давайте сначала вспомним формулы для силы Ньютоновского притяжения и Кулоновского отталкивания.

1. Сила Ньютоновского притяжения:

Сила притяжения между двумя телами описывается законом всемирного тяготения Ньютона:

F_grav = G * (m1 * m2) / r^2

где:

• F_grav - сила притяжения;
• G - гравитационная постоянная (примерно 6.67 * 10^(-11) Н·м²/кг²);
• m1 и m2 - массы тел (в нашем случае, масса протона примерно 1.67 * 10^(-27) кг);
• r - расстояние между центрами масс тел (для протонов это примерно 10^(-15) м).

2. Сила Кулоновского отталкивания:

Сила отталкивания между двумя заряженными телами описывается законом Кулона:

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

где:

• F_coul - сила отталкивания;
• k - электрическая постоянная (примерно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²);
• q1 и q2 - заряды тел (в случае протонов, заряд равен элементарному заряду, примерно 1.6 * 10^(-19) Кл);
• r - расстояние между зарядами (также примерно 10^(-15) м).

3. Подставим значения:

Сначала вычислим силу притяжения:

1. m1 = m2 = 1.67 * 10^(-27) кг;
2. r = 10^(-15) м;
3. F_grav = (6.67 * 10^(-11)) * (1.67 * 10^(-27) * 1.67 * 10^(-27)) / (10^(-15))^2.

Теперь вычислим силу отталкивания:

1. q1 = q2 = 1.6 * 10^(-19) Кл;
2. r = 10^(-15) м;
3. F_coul = (8.99 * 10^9) * (1.6 * 10^(-19) * 1.6 * 10^(-19)) / (10^(-15))^2.

4. Найдем отношение сил:

Теперь, чтобы узнать, во сколько раз сила притяжения меньше силы отталкивания, нужно разделить силу отталкивания на силу притяжения:

Ratio = F_coul / F_grav.

5. Результат:

После подстановки и вычислений, вы получите численное значение этого отношения. Обычно, оно оказывается очень большим, что показывает, что сила Кулона значительно больше силы гравитации между протонами.

Таким образом, ответ на ваш вопрос: сила Ньютоновского притяжения между двумя протонами меньше силы их Кулоновского отталкивания на несколько порядков, обычно на 10^36 и более.