Les lois fondamentales

[Shadowless]

Bonjour,

Je dois faire un exercice et j'ai besoin d'aide. Voici le sujet est en pièce-jointe:

Le noyau de l'atome d'hélium 3 comporte deux protons et un neutron . On suppose que les centres des nucléons sont tous dans le même plan et que les nucléons sont jointifs. On admet que les 2 protons sont séparés par une distance d = 2,4 . 10^-15m.

1. Donner l'expression, puis calculer la valeur de la force d'interaction gravitationnelle F_g  s'exerçant entre ces deux protons. Cette interaction est-elle attractive ou répulsive ?

2. Donner l'expression, puis calculer la valeur de la force électrostatique F_e  entre ces deux protons. Cette interaction est-elle attractive ou répulsive ?

3.  Calculer le rapport entre les valeurs des forces calculées et discuter ce résultat.

4. Pourquoi les deux intéractions gravitationnelle et électrostatique  ne permettent-elles pas d'expliquer la cohésion de noyau d'hélium ? Comment expliquer alors la cohésion de l'atome d'hélium ?

Voici les données en pièce-jointe :

q_p =  1,6 . 10 ^ -19 C

 m_p  =  1,67 . 10^ -27 kg

k =  9,00 . 10^ 9 S.L

G =  6,67 .  10 ^ - 11 S.L

 

Merci

 

[volcano47]

il suffit d'appliquer des formules

2 masses m et m' distantes de d : interaction gravitationnelle mutuelle (attraction) Fg = Gmm' /d²

2 charges q et q' de même signe : interaction électrostatique (ici répulsive)  Fe = k qq'/d² nettement supérieures à la force gravitationnelle

je suppose que tu as une calculette...

[Shadowless]

Bonjour,

Voici mes réponses :

1.  Fgrav B/A = G · ( mP * mP) / (2r)²  donc Fgrav B/A = 6, 67 * 10^ -11 * 1, 67 *  10^ -27 * 1, 67 * 10 ^ -27 / (2 * 2,4 * 10 ^ - 15 * 10^ -9)²                                         donc Fgrav B/A = 8 * 10 ^ -36 N . 

Une force gravitationnelle attractive exercée par le proton

2. Une force électrique répulsive  Felec B/A = k · |qA||qB| / (2r)²                       Felec B/A = 9, 0 * 10^9 * |1, 6 * 10^ -19| * |1, 60 * 10 ^ -19| / (2 *  2,4 * 10^- 15 *    10 ^ - 9)²  = 10N.

3.  Felec B/A / Fgrav B/A =1.25 *10^36.  . La force électrique est donc 10^36 fois plus grande que la force gravitationnelle.

4. La cohésion  du noyau est assurée par l'interaction forte, qui attire les nucléons entre eux et empêche ainsi les protons de se repousser. 

Est-ce juste ?

Merci d'avance.

[Barbidoux]

Il y a 3 heures, Shadowless a dit :

Bonjour,

Voici mes réponses :

1.  Fgrav B/A = G · ( mP * mP) / (2r)²  donc Fgrav B/A = 6, 67 * 10^ -11 * 1, 67 *  10^ -27 * 1, 67 * 10 ^ -27 / (2 * 2,4 * 10 ^ - 15 * 10^ -9)²                                         donc Fgrav B/A = 8 * 10 ^ -36 N .

 Fgrav B/A =6.67*10^(-11)*(1.67*10^(-27))^2/(2.4*10^(-15))^2=3.23*10^(-35) N

Une force gravitationnelle attractive exercée par le proton

2. Une force électrique répulsive  Felec B/A = k · |qA||qB| / (2r)²                       Felec B/A = 9, 0 * 10^9 * |1, 6 * 10^ -19| * |1, 60 * 10 ^ -19| / (2 *  2,4 * 10^- 15 *    10 ^ - 9)²  = 10N.

Felec B/A = 9*10^(9)*(1.6*10^(-19))^2/(2.4*10^(-15))^2=40 N

3.  Felec B/A / Fgrav B/A =1.24 *10^36.  . La force électrique est donc 10^36 fois plus grande que la force gravitationnelle.

4. La cohésion  du noyau est assurée par l'interaction forte, qui attire les nucléons entre eux et empêche ainsi les protons de se repousser.