en un atomo de hidrogeno un electron gira alrededor de un proton en una orbita de radio de 5.3 x10
Respuestas
La fuerza eléctrica entre el electrón que gira en la órbita y el protón en el núcleo del átomo de hidrógeno es de -8.20x10⁻⁸.
Explicación:
Para resolver este ejercicio debemos aplicar la ecuación de fuerza debido a la ley de Coulomb, tal que:
F = k·q·q'/d²
Resolvemos y tenemos que:
F = (9x10⁹ N·m²/C²)·(1.6x10⁻¹⁹ C)·(-1.6x10⁻¹⁹ C) / (5.3x10⁻¹¹ m)²
F = -8.20x10⁻⁸ N
La fuerza eléctrica entre el electrón que gira en la órbita y el protón en el núcleo es de -8.20x10⁻⁸.
NOTA: La carga del protón = 1.6x10⁻¹⁹ C y la carga del electrón = - 1.6x10⁻¹⁹C.
En el átomo de hidrógeno el protón y el electrón ejercen una fuerza mutua igual a 8.22*10⁻⁸ newtons.
Los electrones y protones tienen la misma carga pero de signo opuesto, por lo tanto la fuerza electrostática entre ellas es de atracción.
¿Cómo se determina la fuerza electrostática?
Debemos aplicar la Ley de Coulomb:
F = K * Q1*Q2/R^2
donde:
- F: es la fuerza entre las cargas.
- K: es una constante.
- Q1: es la carga del electrón.
- Q2: es la carga del protón.
- R: es la distancia.
Partiendo de el valor de la carga de un electrón:
Qe = -1.602*10⁻¹⁹ C
Se tienen los siguientes datos:
F = ?
K = 9*10⁹ Nm²/C²
R = 2 m
Q1 = -1.602*10⁻¹⁹ C
Q2 = 1.602*10⁻¹⁹ C
Se sustituyen estos valores en la Ley De Coulomb:
F = (9*10⁹)*(-1.602*10⁻¹⁹)*(1.602*10⁻¹⁹)/(5.3*10⁻¹¹)^2
F = -8.22*10⁻⁸ N
El signo negativo es porque la fuerza es de atracción, pero como piden la magnitud entonces la fuerza es 8.22*10⁻⁸ N.
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