Der Abstand zwischen dem Proton und dem Elektron in einem Wasserstoffatom beträgt 5,3×10⁻¹¹ m. Bestimmen Sie:
a) Die Stärke der Gravitationskraft zwischen dem Proton und dem Elektron;
b) Die Stärke der elektrischen Kraft zwischen dem Proton und dem Elektron;
c) Vergleichen Sie die beiden Kräfte.
Berücksichtigen Sie die folgenden Werte:
Masse des Protons:   \( m_p=1,7\times 10^{-27}\;\mathrm{kg} \) ;
Masse des Elektrons:   \( m_e=9,1\times 10^{-31}\;\mathrm{kg} \) ;
Gravitationskonstante: \( G=6,67\times 10^{-11}\;\mathrm{\frac{N.m^2}{kg^2}} \) ;
Ladung des Protons:   \( q_p=1,6\times 10^{-19}\;\mathrm C \) ;
Ladung des Elektrons:   \( q_e=-1,6\times 10^{-19}\;\mathrm C \) ;
Coulomb-Konstante:   \( k_e=9\times 10^9\;\mathrm{\frac{N.m^2}{C^2}} \) .

Lösung

Zwei punktförmige, positive elektrische Ladungen, von denen eine das Dreifache der anderen ist, stoßen sich im Vakuum mit einer Kraft von 2,7 N ab, wenn der Abstand zwischen ihnen 10 cm beträgt. Bestimme die kleinere der beiden Ladungen.
Coulomb-Konstante im Vakuum   \( k_e=9\times 10^9\;\mathrm{\frac{N.m^2}{C^2}} \).

Lösung

Das Wasserstoffatom besteht aus einem Proton und einem Elektron. Nach dem atomaren Bohr-Modell beschreibt das Elektron eine Kreisbahn mit dem Proton im Mittelpunkt.
Gegeben:
Masse des Elektrons:    \( 9,1\times 10^{-31}\;\mathrm{kg} \) ;
Betrag der Geschwindigkeit des Elektrons:    \( 2,2\times 10^\;\mathrm C \) ;
Ladung des Protons:    \( 1,6\times 10^{-19}\;\mathrm C \) ;
Ladung des Elektrons:    \( -1,6\times 10^{-19}\;\mathrm C \) .
Gesucht ist der Radius der Elektronenbahn im Vakuum.

Lösung

Fisicaexe - Physics Solved Problems by Elcio Brandani Mondadori is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License .