Bài 16.8 trang 31

1. Nội dung câu hỏi: 

a) Tính lực tĩnh điện tương tác giữa hạt nhân nguyên tử helium với electron nằm trong lớp vỏ của nguyên tử này. Biết khoảng cách từ electron đến hạt nhân của nguyên tử helium là $2,94 \cdot 10^{-11} \mathrm{~m}$, điện tích của electron là $-1,6 \cdot 10^{-19} \mathrm{C}$.
b) Nếu coi electron chuyển động tròn đều dưới tác dụng của lực hút tĩnh điện với bán kính quỹ đạo đã cho ở trên thì tốc độ góc và tốc độ của nó bẳng bao nhiêu?

Biết khối lượng của electron là $9,1 \cdot 10^{-31} \mathrm{~kg}$.

2. Phương pháp giải: 

Định luật Coulomb: Lực tương tác giữa hai điện tích điểm có phương trùng với đường thẳng nối hai điện tích điểm, có độ lớn tỉ lệ thuận với tích giá trị của hai điện tích điểm và tỉ lệ nghịch với bình phương khoảng cách giữa chúng.

Lực tương tác: $F=k\frac{\left|q_1{q}_2\right|}{r^2}$
Lực hướng tâm: $F_{ht}=\frac{m{v}^2}{r}=mr{\omega }^2$

3. Lời giải chi tiết: 

a) Do nguyên tử helium có 2 electron nên $\mathrm{F}=9·{10}^9\frac{\left|2·{\left(-1,6·{10}^{-19}\right)}^2\right|}{{\left(2,94·{10}^{-11}\right)}^2}=5,33·{10}^{-7} \mathrm{N}$.$\text{ b) }{F}_{ht}=m{a}_{ht}=m{\omega }^{2}r\Rightarrow \omega =\sqrt{\frac{F}{mr}}=\sqrt{\frac{5,33·{10}^{-7}}{9,1·{10}^{-31}·2,94·{10}^{-11}}}=1,41·{10}^{17}\mathrm{rad}/\mathrm{s}\text{ và }v=\omega r=4,15·{10}^6 \mathrm{m}/\mathrm{s}\text{. }$