Какова сила отталкивания между протонами в ядре гелия?

Физика 8 класс Ядерная физика сила отталкивания протоны ядро гелия физика 8 класс взаимодействие частиц Новый

Чтобы понять силу отталкивания между протонами в ядре гелия, сначала нужно рассмотреть несколько ключевых аспектов:

• Структура ядра гелия: Ядро гелия состоит из двух протонов и двух нейтронов. Протоны имеют положительный заряд, поэтому они отталкиваются друг от друга.
• Сила электростатического отталкивания: Сила отталкивания между двумя зарядами можно рассчитать с помощью закона Кулона. Этот закон гласит, что сила F между двумя зарядами q1 и q2 на расстоянии r друг от друга определяется формулой:
  • F = k * |q1 * q2| / r²
  где k - это коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона), равный примерно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл².
• Заряд протона: Заряд одного протона равен примерно 1.6 * 10^-19 Кл.
• Расстояние между протонами: В ядре гелия расстояние между протонами составляет примерно 1.5 * 10^-15 м (это порядка ядерных расстояний).

Теперь, подставим известные значения в формулу:

1. Заряд протонов: q1 = q2 = 1.6 * 10^-19 Кл.
2. Расстояние между ними: r = 1.5 * 10^-15 м.
3. Подставим значения в формулу:
4. F = (8.99 * 10^9) * |(1.6 * 10^-19) * (1.6 * 10^-19)| / (1.5 * 10^-15)².
5. Посчитаем числитель: (1.6 * 10^-19) * (1.6 * 10^-19) = 2.56 * 10^-38 Кл².
6. Теперь подставим в формулу:
7. F = (8.99 * 10^9) * (2.56 * 10^-38) / (2.25 * 10^-30).
8. Теперь посчитаем: F ≈ 1.01 * 10^-5 Н.

Таким образом, сила отталкивания между протонами в ядре гелия составляет примерно 1.01 * 10^-5 Н. Однако, важно помнить, что в ядре также действуют сильные ядерные силы, которые обеспечивают притяжение между протонами и нейтронами, что помогает удерживать ядро вместе, несмотря на электростатическое отталкивание.