Strona na telefon

245. Oddziaływania grawitacyjne i elektromagnetyczne - porównanie dla atomu wodoru

Model punktu zastosujemy do porównania siła oddziaływania grawitacyjnego i elektrostatycznego.

Oddziaływania grawitacyjne i elektromagnetyczne

Oddziaływania grawitacyjne i oddziaływania elektromagnetyczne (dokładniej elektrosłabe) są oddziaływaniami podstawowymi.

Siła elektryczna i siła grawitacji należą więc do sił podstawowych.

Obie siły opisane są podobnymi prawami.

Siła grawitacji opisana jest przez prawo powszechnej grawitacji Newtona.

Siły elektryczne opisuje prawo Coulomba dla ładunków spoczywających czyli w elektrostatyce.

Dlaczego w zagadnieniach dotyczących budowy atomu pomijamy oddziaływania grawitacyjne?

Ile razy siła oddziaływania elektrostatycznego jest większa od siły oddziaływania grawitacyjnego w atomie wodoru?

Założenia, które przyjmujemy do porównania sił:

elektron i proton mają rozmiary punktowe (pomijamy je), traktujemy je jako punkty materialne;

elektron i proton oddziałują ze sobą siłami grawitacji i elektrostatycznymi - pomijamy ruch tych ciał i efekty wynikające z ich ruchu;

prawa powszechnej grawitacji i prawo elektrostatyczne Coulomba obowiązują w makroświecie i mikroświecie.

Dane (znane) wielkości i stałe fizyczne

stała powszechnej grawitacji G;

przenikalność dielektryczna próżni epsilon0;

ładunek elementarny (wartość ładunku elektronu i wartość ładunku protonu) e;

masa elektronu me;

masa protonu mp;

Masę elektronu i masę protonu traktujemy jako stałe fizyczne, podobnie jak stałą grawitacji, stałą dielektryczną próżni, ładunek elementarny, itp.

(5kB) Dane (znane) wielkości i stałe fizyczne

Nie jest potrzebna odległość między protonem i elektronem - skróci się, bo w obu prawach promień występuje w kwadracie w mianowniku.

Obie siły są odwrotnie proporcjonalne do kwadratu odległości między oddziałującymi ciałami.

Prawa powszechnej grawitacji i prawo Coulomba

(3kB) Prawa powszechnej grawitacji i prawo Coulomba

Wystarczy teraz podzielić wyrażenie na siłę elektrostatyczną (siłę Coulomba) przez silę grawitacji by otrzymać wynik

Porównanie sił - elektrostatycznej i grawitacyjnej

(5kB) Porównanie sił - elektrostatycznej i grawitacyjnej

Wystarczy podstawić wartości i obliczyć wynik

(11kB) Porównanie sił - elektrostatycznej i grawitacyjnej - obliczenie i wartość

Wartości tych sił różnią się tak ogromnie, że nie ma potrzeby uwzględniania siły grawitacji w atomie.

Wzory z fizyki = wzory potrzebne do rozwiązywania zadań

Satelita geostacjonarny - jakie warunki musi spełniać satelita, by był stale nad tym samym punktem Ziemi?

Energia potencjalna grawitacyjna w centralnym polu grawitacyjnym

Obliczenie masy Słońca Jak zmierzyć masę Słońca? Jakie dane są do tego potrzebne?

Przemiana adiabatyczna gazu doskonałego

Pierwsza prędkość kosmiczna dla Ziemi. Z jaką prędkością porusza się sztuczny satelita Ziemi?

Obliczenie granicznej długości fali świetlnej wywołującej zjawisko fotoelektryczne w cezie.

Rozwiązane zadania z kinematyki

Wielkości opisujące ruch ciała - przykłady obliczania - przemieszczenie ciała - wektor zmiany położenia ciała

Obliczanie szybkości średniej ruchu ciała.

Pomoc z matematyki

Rozwiązane zadania i przykłady z matematyki


Pomoc z historii

Co było powodem olbrzymiego rozkwitu Grecji?