Дано:
- Масса моль железа: M = 56 г/моль
- Масса одного железного шарика: m = 1 г = 0.001 кг
- Расстояние между шариками: R = 1 м
- Отличие модулей зарядов протона и электрона на одну миллионную долю элементарного заряда
Найти:
- Какая сила отталкивания возникла бы вследствие этого между двумя железными шариками
Решение с расчетом:
Сначала найдем элементарный заряд, обозначим его как e.
e ≈ 1.6 * 10^-19 Кл
Затем найдем разность в модулях зарядов протона и электрона:
Δq = e * 10^-6
Δq ≈ 1.6 * 10^-25 Кл
Теперь найдем количество молекул в одном шарике массой 1 г:
n = m / M
n ≈ 0.001 / 56 ≈ 1.79 * 10^-5 моль
Теперь мы можем найти общее количество электронов в двух шариках:
N = n * N_A
где
N_A - постоянная Авогадро, приблизительно равная 6.022 * 10^23 моль^-1.
N ≈ 1.79 * 10^-5 * 6.022 * 10^23 ≈ 1.08 * 10^19 электронов
Теперь можем найти силу отталкивания между этими электронами:
F = (k * (|q1 * q2|)) / r^2
где
k - постоянная Кулона, приблизительно равная 8.99 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2,
q1 и q2 - величины зарядов,
r - расстояние между зарядами.
F = (8.99 * 10^9 * Δq^2 * N^2) / R^2
F ≈ (8.99 * 10^9 * (1.6 * 10^-25)^2 * (1.08 * 10^19)^2) / 1^2
F ≈ (8.99 * 10^9 * 2.56 * 10^-50 * 1.17 * 10^38) / 1
F ≈ 3.26 * 10^-4 Н
Ответ:
Сила отталкивания, возникшая вследствие изменения модулей зарядов протона и электрона на одну миллионную долю элементарного заряда, между двумя железными шариками массой 1 г, находящимися на расстоянии 1 м друг от друга, составляет примерно 3.26 * 10^-4 Н.