• Fisica
  • Problema atomo e Legge di Coulomb

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a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 838 Punti
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Buonasera
Ho svolto il seguente problema, il risultato mi viene ma il ragionamento credo sia sbagliato:
il nucleo di un atomo di elio è costituito da 2 protoni e 2 neutroni. Assumendo la distanza uguale a 1.0 per 10^meno 15 m tra i protoni, calcola la minima forza attrattiva necessaria per tenerli legati al nucleo" Ora però non so se ho calcolato la forza tra due protoni o tra un protone e un elettrone. Il valore di 230 N alla fine mi viene e ho semplicemente sostituito nella legge di Coulomb q=1,6 per 10 alla meno 19. Ma che devo travare? La forza repulsiva tra i due protoni o l'attrattiva tra l'elettrone e un protone?
Grazie infinite
TeM
TeM - Eliminato - 23454 Punti
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Dato il seguente sistema di cariche puntiformi:


la carica 1 è soggetta alle seguenti forze elettriche:


la cui risultante risulta essere il seguente vettore:


avente direzione parallela alle due forze considerate, verso con-
corde con quello della forza di intensità maggiore e di modulo:
[math]\left|\mathbf{F}\right| = \left|\mathbf{F}_{12}\right| - \left|\mathbf{F}_{13}\right| = k\,\frac{q^2}{d^2} - \frac{k}{9}\,\frac{q^2}{d^2} = \frac{8}{9}\,k\,\frac{q^2}{d^2}\\[/math]
.
Spero sia sufficientemente chiaro. ;)
TeM
TeM - Eliminato - 23454 Punti
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In altri termini, dati due corpi puntiformi di carica
[math]q = 1.6 \cdot 10^{-19}\,C[/math]
e posti
ad una distanza
[math]d = 10^{-15}\,m[/math]
, essi si respingono con una forza di intensità
[math]F = k\,\frac{q^2}{d^2} \approx 9\cdot 10^9\,\frac{N\,m^2}{C^2}\,\frac{\left(1.6\cdot 10^{-19}\right)^2}{\left(10^{-15}\,m\right)^2} \approx 230\,N[/math]
. Affinché tali corpi riman-
gano in equilibrio occorre intervenire applicando una forza di uguale direzione e
intensità di quella appena calcolata ma di verso opposto (terza legge della dina-
mica, nota anche come legge di azione-reazione); quest'ultima è esattamente la
forza richiesta dal problema.

Assodato ciò, tale forza che fa in modo che i protoni non si allontanino a che cosa
è dovuta? Che natura ha? Come dovresti sapere, altrimenti te lo dico ora, in natura
esistono quattro forze fondamentali: la forza gravitazionale, la forza elettromagneti-
ca, la forza nucleare forte e la forza nucleare debole. Esse sono praticamente sem-
pre presenti, ma in base ai fenomeni di studio sono preponderanti le une o le altre.

In particolare, nel caso dei protoni vista la piccolissima distanza che li separa, le forze
nucleari forti sono nettamente preponderanti rispetto a quelle elettromagnetiche e per
questo i protoni non si allontanano se non in particolari contesti in cui la distanza au-
menta e quindi i ruoli si invertono, ossia le forze elettromagnetiche dominano su quelle
nucleari forti.

Spero sia sufficientemente chiaro. ;)
a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 838 Punti
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Grazie mille

Aggiunto 7 minuti più tardi:

Ho un dubbio se ho tre cariche la prima positiva la seconda negativa e la terza positiva. Tra la prima e la seconda vi è una distanza d tra la seconda e la terza 2d; attraverso i vettori come rappresento questa situazione? Leforze attrattive si rappresentano con vettori entranti? Grazie
a4321
a4321 - Sapiens Sapiens - 838 Punti
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Grazie mille

Aggiunto 4 secondi più tardi:

Grazie mille
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