Soru
Hidrojen atomundaki elektron ve proton arasindaki uzaklik ortalama 5,8 x 10 ^-11 m dir. bu parcaciklar arasindaki elektriksel ve kutle cekim kuvvetlerini buyuklugunu bulinuz
Çözüm
4.1
(261 Oylar)
Ural
Usta · 5 yıl öğretmeni
Uzman doğrulaması
Cevap
Cevap: Elektriksel kuvvet ve kütle çekim kuvveti hesaplamalarına başlamadan önce, bazı bilgilere ihtiyacımız var: proton ve elektronun yüklerinin mutlak değeri 1.6 x 10^-19 C, protonun kütlesi 1.67 x 10^-27 kg, elektriksel sabit k'nın değeri 9 x 10^9 N m^2/C^2 ve evrensel çekim sabitinin G değeri 6.67 x 10^-11 N m^2/kg^2'dir.Bunların yanı sıra, proton ve elektron arasındaki mesafe r olarak verilmiştir ve bu değer 5.8 x 10^-11 m'dir. 1. Elektriksel kuvvetin hesaplanması:Elektriksel kuvvet, Coulomb yasasına göre bulunur ve aşağıdaki formül kullanılır: F_e = kq1q2 / r^2Burada q1 ve q2, yüklerin değerleri ve r, yükler arası mesafe. Her iki yükün büyüklüğü 1.6 x 10^-19 C'dir.F_e = (9 x 10^9 N m^2/C^2)*((1.6 x 10^-19 C)^2) / (5.8 x 10^-11 m)^2Bu değerleri hesaplayarak, F_e'nin yaklaşık değerini 8.2 x 10^-8 N elde ederiz.2. Kütle çekim kuvvetinin hesaplanması:Kütle çekim kuvveti, Newton'un evrensel çekim yasasına göre bulunur ve aşağıdaki formül kullanılır: F_g = Gm1m2 / r^2Burada m1 ve m2, kütlenin değeri ve r, yükler arası mesafe. Fakat burada elektronun kütlesi protonun kütlesi yanında ihmal edilir. F_g = (6.67 x 10^-11 N m^2/kg^2) * (1.67 x 10^-27 kg)^2 / (5.8 x 10^-11 m)^2Bu değerleri hesaplayarak, F_g'nin yaklaşık değerini 3.6 x 10^-47 N elde ederiz.Sonuç olarak, elektron ve proton arasındaki elektriksel kuvvet yaklaşık olarak 8.2 x 10^-8 N ve kütle çekim kuvveti ise 3.6 x 10^-47 N'dir. Açıkça görülüyor ki, elektriksel kuvvet, kütle çekim kuvvetinden çok daha büyüktür. Bu nedenle atomların dahili yapılarını oluştururken, genellikle kütle çekim kuvveti ihmal edilir ve ana kuvvet elektrostatik (elektrik) kuvvet olarak kabul edilir.