1. Förstå begreppen

* elektrostatisk kraft: Kraften mellan laddade föremål beskrivs av Coulombs lag:

* F =k * (Q1 * Q2) / r²

* Var:

* F är kraften

* K är Coulombs konstant (cirka 8.98755 × 10⁹ n⋅m²/c²)

* Q1 och Q2 är de två objektens avgifter

* r är avståndet mellan föremålens centra

* alfa -partikel: En alfapartikel består av två protoner och två neutroner, vilket ger den en laddning på +2e (där E är den elementära laddningen, ungefär 1,602 × 10⁻ C).

* guldkärna: En guldkärna har 79 protoner, vilket ger den en laddning på +79e.

2. Ställ in beräkningen

* Avgifter:

* Q1 =+2E =2 * 1.602 × 10⁻ C

* Q2 =+79E =79 * 1,602 × 10⁻ C

* Avstånd:

* r =13:00 =1 × 10⁻² m

3. Anslut värdena till Coulombs lag

F =(8.98755 × 10⁹ n⋅m² / c²) * (2 * 1,602 × 10⁻ c) * (79 * 1,602 × 10⁻ c) / (1 × 10⁻² m) ²

4. Beräkna kraften

F ≈ 2,90 × 10⁻² N

Därför är avvisningskraften mellan en alfapartikel och en guldkärna på ett avstånd av 13.00 cirka 2,90 × 10⁻² Newtons.

Viktiga anteckningar:

* enheter: Se till att alla enheter är konsekventa (mätare för avstånd, coulombs för laddning).

* Riktning: Kraften är avvisande, vilket betyder att den verkar för att driva alfapartikeln och guldkärnan bort från varandra.

* approximation: Denna beräkning antar att alfapartikeln och guldkärnan är punktladdningar. I verkligheten har de en liten, men icke-noll, storlek, som kan påverka kraften något.