1. Begrijp de concepten

* elektrostatische kracht: De kracht tussen geladen objecten wordt beschreven door de wet van Coulomb:

* F =k * (q1 * q2) / r²

* Waar:

* F is de kracht

* K is de constante van Coulomb (ongeveer 8.98755 × 10⁹ n⋅m²/c²)

* Q1 en Q2 zijn de kosten van de twee objecten

* r is de afstand tussen de centra van de objecten

* Alpha -deeltje: Een alfa -deeltje bestaat uit twee protonen en twee neutronen, waardoor het een lading van +2e heeft (waarbij E de elementaire lading is, ongeveer 1.602 × 10⁻¹⁹ C).

* Gold Nucleus: Een gouden kern heeft 79 protonen, waardoor het een lading van +79E heeft.

2. Stel de berekening in

* kosten:

* Q1 =+2e =2 * 1.602 × 10⁻¹⁹ C C

* Q2 =+79e =79 * 1.602 × 10⁻¹⁹ C

* Afstand:

* r =1 pm =1 × 10⁻¹² M

3. Sluit de waarden aan op de wet van Coulomb

F =(8.98755 × 10⁹ n⋅m² / c²) * (2 * 1.602 × 10⁻¹⁹ C) * (79 * 1.602 × 10⁻¹⁹ C) / (1 × 10⁻¹² m) ²

4. Bereken de kracht

F ≈ 2.90 × 10⁻² n

Daarom is de afstotingskracht tussen een alfa -deeltje en een gouden kern op een afstand van 13.00 uur ongeveer 2,90 x 10⁻² Newtons.

belangrijke opmerkingen:

* eenheden: Zorg ervoor dat alle eenheden consistent zijn (meters voor afstand, Coulombs voor lading).

* richting: De kracht is weerzinwekkend, wat betekent dat het werkt om het alfa -deeltje en de gouden kern van elkaar weg te duwen.

* benadering: Deze berekening veronderstelt dat het alfa -deeltje en de gouden kern puntkosten zijn. In werkelijkheid hebben ze een kleine, maar niet-nul, grootte, die de kracht enigszins kan beïnvloeden.