1. Comprendi i concetti
* Forza elettrostatica: La forza tra gli oggetti caricati è descritta dalla legge di Coulomb:
* F =k * (q1 * q2) / r²
* Dove:
* F è la forza
* K è la costante di Coulomb (circa 8,98755 × 10⁹ n⋅m²/c²)
* Q1 e Q2 sono le cariche dei due oggetti
* r è la distanza tra i centri degli oggetti
* Alpha Particle: Una particella alfa è costituita da due protoni e due neutroni, che gli danno una carica di +2e (dove E è la carica elementare, circa 1,602 × 10⁻¹⁹ C).
* Nucleo d'oro: Un nucleo d'oro ha 79 protoni, dando una carica di +79e.
2. Imposta il calcolo
* Cariche:
* Q1 =+2e =2 * 1.602 × 10⁻¹⁹ C
* Q2 =+79E =79 * 1.602 × 10⁻¹⁹ C
* Distanza:
* r =1 pm =1 × 10⁻¹² m
3. Collega i valori alla legge di 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. Calcola la forza
F ≈ 2,90 × 10⁻² N
Pertanto, la forza di repulsione tra una particella alfa e un nucleo d'oro a una distanza di 1 pm è di circa 2,90 × 10⁻² newtons.
Note importanti:
* unità: Assicurarsi che tutte le unità siano coerenti (metri per distanza, coulombs per carica).
* Direzione: La forza è ripugnante, il che significa che agisce per spingere via la particella alfa e il nucleo oro l'uno dall'altro.
* Approssimazione: Questo calcolo presuppone che la particella alfa e il nucleo oro siano cariche puntiformi. In realtà, hanno una dimensione piccola, ma diversa da zero, che può influenzare leggermente la forza.
