Question

Ejercicios de Fisica﹕ Calcular la fuerza eléctrica de repulsión entre dos protones en una molécula de hidrógeno sabiendo que la separación entre ellos es de 7,4.10 a las menos 11 m. Calcular también la fuerza de atracción gravitacional y compárala con la fuerza de repulsión eléctrica.

Answer 1

La fuerza eléctrica de repulsión es de 42,1nN y la fuerza gravitatoria es de $3,4\times 10^{-44}N$

Explicación:

La fuerza de repulsión entre los dos protones, sabiendo que la carga de ellos es igual a la carga elemental sigue la ley de Coulomb:

$F=k\frac{Q_1.Q_2}{r^2}=k\frac{q^2}{r^2}$

Reemplazando valores en la ecuación queda:

$q=1,6\times 10^{-19}C\\r=7,4\times 10^{-11}m\\k=9\times 10^{9}\frac{Nm^2}{C^2}\\\\F=9\times 10^{-11}\frac{Nm^2}{C^2}\frac{(1,6\times 10^{-19}C)^2}{(7,4\times 10^{-11}m)^2}\\\\F=4,21\times 10^{-8}N=42,1nN$

La fuerza de atracción gravitatoria tiene en cuenta la masa de los dos protones y sigue por otro lado la ley de gravitación universal:

$m=1,67\times 10^{-27}kg\\G=6,674\times 10^{-11}\frac{Nm^2}{kg^2}\\r=7,4\times 10^{-11}m\\\\F=G\frac{m_1.m_2}{r^2}=G\frac{m^2}{r^2}=6,674\times 10^{-11}\frac{Nm^2}{kg^2}\frac{(1,67\times 10^{-27}kg)^2}{(7,4\times 10^{-11}m)^2}\\\\F=3,4\times 10^{-44}N$

Siendo esta unos 35 órdenes de magnitud menor que la fuerza eléctrica de repulsión.