Kernphysik Anziehungskraft, Ladung vom Kern berechnen

Question

Hi :)

Die Aufgabenstellung ist folgende: 
Geben Sie an, wie gross für diesen Fall die Anziehungskraft aufgrund der Massen und die Abstossungskraft der Ladungen ist.

Wir sind aktuell in Physik in der Kernphysik. Ich habe bei dieser Aufgabe zuerst die Coulomb Kraft berechnet dann die Gravitationskraft.

Jedoch habe ich ein bischen ein Verständniss Problem, die Formel für die Coulomb Kraft ist $$\frac{1}{4\pi\varepsilon _0}\cdot \frac{Q\cdot q}{r^2}$$

Man hat hier zwei verschiedene Ladungen. Muss man bei der Berechnung der Coulombkraft im Atomkern zweimal die Ladung des Protons benutzten?
Ich bin hier auf 2.31e2 N gekommen. Stimmt das?
Liebe Grüsse

Answer 1

Salut,

die elektrostatische Abstoßungskraft zwischen zwei Protonen im Kern berechnest du über das Coulombsche Gesetz:

F_C  =  ( 1 / 4πε₀ ) * ( Q₁ * Q₂ / r²)

Hierbei entsprechen die beiden Ladungen Q₁ und Q₂ den Ladungen des Protons, somit der Elementarladung.

Daraus folgt:

F_C  =  ( 1 / 4π * 8,854 * 10^-12 As V^-1 m^-1 )  *  ( 1,602 * 10^-19 C / 1 * 10^-15 m )²

F_C  =  230,6 N

Über das Gravitationsgesetz kannst du weiterhin berechnen, wie groß sich die gravitative Kraft zwischen zwei Protonen darstellt:

F_G  =  γ * (m_p * m_p / r²)

(m_p = Masse eines Protons.)

F_G  =  6,672 * 10^-11 Nm² kg^-2 * ( 1,673 * 10^-27 kg / 1 * 10^-15 m )²

F_G  =  1,867 * 10^-34 N

Schöne Grüße :)

Comments

Hi :)

Danke vielmals für deine Hilfe. Es gab noch einen zusätzlichen Einleitungssatz:  Im Atomkern sind Protonen und Neutronen dicht gepackt. Als Abstand zweier Protonen kann man 10^-15m annehmen. Ändert das etwas an der Sache?

Liebe Grüsse

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Ändert das etwas an der Sache?

Ja klar, denn es geht offensichtlich um zwei Protonen, nicht um ein Proton und ein Elektron, wie ich vermutet hatte.

Meine Antwort habe ich dementsprechend neu formuliert.

Gruß in Eile und noch schöne Pfingsten !

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Danke für deine Hilfe, wünsche ich dir auch noch ;)