Закон Кулона (продолжение)

8. В так называемой планетарной модели атома предполагалось, что отрицательно заряженные электроны движутся вокруг положительно заряженного атомного ядра подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца, только роль гравитационного притяжения играет электрическое притяжение. Рассмотрим планетарную модель атома водорода. Радиус орбиты электрона при его движении вокруг протона примите равным 0,5 • 10^-10 м.

а) Чему равна сила притяжения электрона и протона?

б) С каким ускорением должен в такой модели двигаться электрон вокруг протона по круговой орбите в атоме водорода?

в) Во сколько раз это ускорение больше ускорения свободного падения?

г) Какова должна быть скорость движения электрона?

д) Во сколько раз эта скорость больше первой космической скорости? меньше скорости света?

Сравнение закона Кулона с законом всемирного тяготения

Вы, конечно, обратили внимание на то, что сила взаимодействия точечных зарядов зависит от расстояния между ними точно так же, как сила гравитационного притяжения двух материальных точек. Однако между этими двумя важнейшими законами природы есть существенные различия.

Во-первых, гравитационное взаимодействие всегда является притяжением, а электрическое взаимодействие может быть как притяжением, так и отталкиванием.

Во-вторых, как мы видели, электрическое взаимодействие во много раз сильнее гравитационного.

9. Сколько электронов надо перенести с одного шара массой 1 кг на другой такой же шар, чтобы сила их электрического притяжения на расстоянии 10 м стала равной силе их гравитационного притяжения? Есть ли в условии лишние данные?

10. Два небольших заряженных шарика находятся на некотором расстоянии друг от друга. Как изменятся силы взаимодействия шариков, если:

а) изменить знак заряда каждого шарика на противоположный, не изменяя модулей зарядов?

б) изменить знак заряда одного из шариков, не изменяя модулей зарядов?

в) увеличить модуль заряда каждого шарика в 3 раза?

г) уменьшить расстояние между шариками в 3 раза?

д) увеличить заряд одного шарика и расстояние между шариками в 3 раза?

Опыт показывает, что заряженные тела действуют друг на друга независимо от остальных заряженных тел. Поэтому равнодействующая приложенных к данному телу сил равна векторной сумме сил, действующих на него со стороны каждого тела.

11. На концах пластмассовой спицы длиной 30 см укреплены небольшие шарики с положительными зарядами q и 4q. По спице может скользить третий заряженный шарик.

а) Ближе к какому шарику надо поместить третий шарик, чтобы он находился в равновесии? Во сколько раз ближе?

б) На каком расстоянии от шарика с зарядом q третий шарик будет находиться в равновесии?

в) При каком знаке заряда третьего шарика его положение равновесия будет устойчивым?

<<< К началу Окончание >>>