Ядро атома углерода и его электроны разделяются на 20 нм. Какова величина силы, действующей на ядро по отношению к электронам в N? Предположите, что электроны остаются вместе.
ответ можно без решения за спам или нее правильный ответ-бан
Для розрахунку величини сили, діючої на ядро атома вуглецю по відношенню до електронів, можна скористатися законом Кулона. Закон Кулона визначає, що сила між двома точковими зарядами прямо пропорційна добутку їх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
У даному випадку, ядро вуглецю має позитивний заряд, тоді як електрони мають негативний заряд. Сила, що діє на ядро по відношенню до електронів, буде притягуючою силою. Оскільки електрони залишаються разом, сила між ними повинна бути рівна силі, яка діє на ядро.
За підставою симетрії, сили на кожен електрон будуть однаковими. Отже, загальна сила, яка діє на ядро по відношенню до електронів, буде рівна силі, діючій на один електрон, помноженій на кількість електронів.
Величина сили, діючої на один електрон, визначається за формулою:
F = k * |q1 * q2| / r^2,
де k - електрична стала Кулона (k ≈ 8.988 × 10^9 Nm^2/C^2),
q1 та q2 - заряди ядра та електрона відповідно (q1 = +Ze, де Z - атомний номер, e - елементарний заряд),
r - відстань між ядром і електронами (20 нм = 20 × 10^-9 м).
Кількість електронів у вуглецевому атому - 6 (ураховуючи його атомний номер).
Таким чином, величина сили, діючої на ядро по відношенню до електронів (F_total), буде:
F_total = F * 6,
де F - сила, діюча на один електрон.
Підставивши відповідні значення, ми можемо розрахувати величину сили:
Для всех трех задач вспомним, что радиус-вектор представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника, а его проекции на оси координат -- катеты этот треугольника.
1) Известна гипотенуза и один из катетов, другой катет ищем по теореме Пифагора:
y = sqrt(5²-2,5²) м = 4,33 м
2) Известна гипотенуза и один из углов треугольника. Следовательно,
xA = rA * cos α = 5 м * cos 60° = 5 м * 1/2 = 2,5 м yA = rA * sin α = 5 м * sin 60° = 5 м * sqrt(3) / 2 = 4,33 м
Складываем проекции вектора с проекциями радиус-вектора B относительно A:
xB = xA + xAB = 2,5 м + 1,83 м = 4,33 м yB = yA + yAB = 4,33 м + 0 = 4,33 м
Радиус-вектор вычисляем через теорему Пифагора:
rB = sqrt(4,33² + 4,33²) м = sqrt(150/4) = 5/2 * sqrt(6) = 6,12 м
Поскольку xB = yB, то угол между вектором rB и осью Ox составляет 45°.
3) Известны оба катета треугольника, гипотенузу находим по теореме Пифагора:
r = sqrt(3² + 5,2²) м = 6 м
Чтобы вычислить угол с осью Ox, используем либо арксинус, либо арккосинус. В данном случае удобнее использовать арккосинус:
Для всех трех задач вспомним, что радиус-вектор представляет собой гипотенузу прямоугольного треугольника, а его проекции на оси координат -- катеты этот треугольника.
1) Известна гипотенуза и один из катетов, другой катет ищем по теореме Пифагора:
y = sqrt(5²-2,5²) м = 4,33 м
2) Известна гипотенуза и один из углов треугольника. Следовательно,
xA = rA * cos α = 5 м * cos 60° = 5 м * 1/2 = 2,5 м yA = rA * sin α = 5 м * sin 60° = 5 м * sqrt(3) / 2 = 4,33 м
Складываем проекции вектора с проекциями радиус-вектора B относительно A:
xB = xA + xAB = 2,5 м + 1,83 м = 4,33 м yB = yA + yAB = 4,33 м + 0 = 4,33 м
Радиус-вектор вычисляем через теорему Пифагора:
rB = sqrt(4,33² + 4,33²) м = sqrt(150/4) = 5/2 * sqrt(6) = 6,12 м
Поскольку xB = yB, то угол между вектором rB и осью Ox составляет 45°.
3) Известны оба катета треугольника, гипотенузу находим по теореме Пифагора:
r = sqrt(3² + 5,2²) м = 6 м
Чтобы вычислить угол с осью Ox, используем либо арксинус, либо арккосинус. В данном случае удобнее использовать арккосинус:
Відповідь:
Пояснення:
Для розрахунку величини сили, діючої на ядро атома вуглецю по відношенню до електронів, можна скористатися законом Кулона. Закон Кулона визначає, що сила між двома точковими зарядами прямо пропорційна добутку їх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.
У даному випадку, ядро вуглецю має позитивний заряд, тоді як електрони мають негативний заряд. Сила, що діє на ядро по відношенню до електронів, буде притягуючою силою. Оскільки електрони залишаються разом, сила між ними повинна бути рівна силі, яка діє на ядро.
За підставою симетрії, сили на кожен електрон будуть однаковими. Отже, загальна сила, яка діє на ядро по відношенню до електронів, буде рівна силі, діючій на один електрон, помноженій на кількість електронів.
Величина сили, діючої на один електрон, визначається за формулою:
F = k * |q1 * q2| / r^2,
де k - електрична стала Кулона (k ≈ 8.988 × 10^9 Nm^2/C^2),
q1 та q2 - заряди ядра та електрона відповідно (q1 = +Ze, де Z - атомний номер, e - елементарний заряд),
r - відстань між ядром і електронами (20 нм = 20 × 10^-9 м).
Кількість електронів у вуглецевому атому - 6 (ураховуючи його атомний номер).
Таким чином, величина сили, діючої на ядро по відношенню до електронів (F_total), буде:
F_total = F * 6,
де F - сила, діюча на один електрон.
Підставивши відповідні значення, ми можемо розрахувати величину сили:
F = (8.988 × 10^9 N*m^2/C^2) * |(+6 * e) * (-e)| / (20 × 10^-9 м)^2.
Оскільки знаки зарядів протилежні, результат буде позитивним значенням.
Будь ласка, виконайте обчислення для отримання величини сили.