В ядерной модели атома водорода электрон вращается вокруг ядра (протон) по круговой орбите, радиус которой R = 5,3 • 10-11 м. Определите кинетическую энергию, которой обладает электрон на данной орбите.
Перемещаясь по круговой орбите, электрон обладает кинетической энергией, которая рассчитывается по формуле K = (m*v^2)/2, где m - масса электрона, а v - скорость его движения.
В данной задаче нам уже известен радиус орбиты, поэтому необходимо найти скорость движения электрона на данном расстоянии от ядра. Для этого воспользуемся вторым законом Ньютона: F = m*a, где F - сила, действующая на электрон, a - ускорение.
Формулу для силы можно записать как F = G(m1*m2)/r^2, где G - постоянная Гравитации, m1 и m2 - массы тел, в нашем случае масса электрона и протона, а r - расстояние между ними, то есть наш радиус орбиты.
Подставляя данные в формулу, получаем силу, действующую на электрон: F = 9,8*10^-7 Н. Теперь можно вычислить ускорение: a = F/m. Масса электрона составляет 9,1*10^-31 кг, поэтому получаем ускорение в м/c^2.
С учетом того, что кинетическая энергия рассчитывается как K = (m*v^2)/2, получаем результат: K = 3,04*10^-18 Дж
