科学 問題

原子核中の２つの陽子の間にはたらく重力(万有引力)と電磁気力の大きさの比を計算せよ。なお重力の比例定数はG＝6.7×10^-11[N・kg^-2・m^2] 電磁気力の比例定数はk＝9.0×10^9[N・C^-2・m^2]とする。

まったくどうしたらいいかわかりません！

すみませんがお願いします！

No.4 回答者： Tann3 回答日時： 2014/10/23 22:42

＞まったくどうしたらいいかわかりません！

　重力(万有引力)と電磁気力がどううものか、きちんと理解するのが先決です。
　その物理現象がどういうことなのかを理解していなければ、公式で目先の問題が解けても、何にもなりませんよ。

　重力(万有引力)は、2つの物質が引き合う力。あなたと地球の間にも働いていますね。
　2つの物質の質量に比例し、距離の2乗に反比例します。
　力Ｆ１の大きさ（単位：Ｎ）は、

　　　　Ｆ1（N）＝Ｇ×（陽子の質量：kg）×（陽子の質量：kg）／［（陽子間の距離：m）^２］

です。比例定数Gの単位と他の項の単位が打ち消し合って、力（単位：Ｎ）が残ることが分かりますね。


　電磁気力は、電荷を持つ2つの物質が、同電極どうしなら反発しあう力、異電極どうしなら引き合う力。陽子どうしなら同電極なので「反発力」です。静電気で衣服がまとわりついたり、髪の毛が逆立ったりする力ですね。
　2つの物質の電荷に比例し、距離の2乗に反比例します。
　力Ｆ２の大きさ（単位：Ｎ）は、

　　　　Ｆ2（N）＝ｋ×（陽子の電荷：C）×（陽子の電荷：C）／［（陽子間の距離：m）^２］

です。こちらも、比例定数ｋの単位と他の項の単位が打ち消し合って、力（単位：Ｎ）が残ることが分かりますね。


　求めるのは、F1とF2との比なので、分母の「（陽子間の距離：m）^２」は消えて、

　　　　Ｆ1／Ｆ2＝［Ｇ×（陽子の質量：kg）^2］／［ｋ×（陽子の電荷：C）^2］

ということです。

No.3 回答者： opechorse 回答日時： 2014/10/23 21:25

もっというと、

万有引力の式と
電磁気力の式は形が一緒です

万有引力だと
G×(質量1)(質量2)/(間隔)^2

電磁気力
K×(電荷1)(電荷2)/(間隔)^2

No.2 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2014/10/23 18:22

ないのは、質量と電荷の値だけです。

陽子の質量　1.67×10⁻²⁷ kg
陽子の電荷　1.60×10⁻¹⁹ C
距離は同じなので・・・

No.1 回答者： Tacosan 回答日時： 2014/10/23 14:11

問題に書いてある通りだけど「原子核中の２つの陽子の間にはたらく重力(万有引力)と電磁気力の大きさの比を計算」すればいい.