При обсуждении фундаментальных взаимодействий мы указали, что гравитационное взаимодействие слабее электромагнитного. Однако, в предыдущей задаче гравитационная сила оказалась больше, чем электрическая. В какой причине заключается это? Нельзя сравнивать силу, действующую на всю Землю и на один электрон. Просчитайте силу, которая действует со стороны Солнца на электрон, находящийся на Земле, и сравните ее с электрической силой, действующей в атоме водорода.
Пошаговое объяснение:
Описание: Гравитационная и электрическая силы являются фундаментальными взаимодействиями в физике. Гравитационная сила ответственна за притяжение массы, в то время как электрическая сила отвечает за взаимодействие заряженных частиц.
В предыдущей задаче мы видели, что гравитационная сила на Земле была больше, чем электрическая сила. Это объясняется следующим образом:
Гравитационная сила между двумя объектами зависит от их массы и расстояния между ними. Причина, по которой гравитационная сила на Земле оказывается больше, чем электрическая сила, заключается в огромной массе Земли и большом расстоянии до Солнца. Электрическая сила, с другой стороны, зависит от заряда и расстояния между заряженными частицами.
Чтобы сравнить силу гравитации и электрическую силу, мы можем рассмотреть Солнце и электрон на Земле. Сила гравитации, действующая со стороны Солнца на электрон, будет гораздо меньше, чем электрическая сила, потому что масса электрона ничтожно мала по сравнению с массой Земли и расстояние до Солнца очень велико. Таким образом, гравитационная сила будет ничтожно малой по сравнению с электрической силой.
Пример использования:
Задача: Рассчитайте силу гравитации, которая действует со стороны Солнца на электрон, находящийся на Земле. Заряд электрона равен 1,6 x 10^-19 Кл, масса Земли равна 5,97 x 10^24 кг, масса электрона пренебрежимо мала. Расстояние от Солнца до Земли составляет примерно 149,6 миллионов километров.
Вычислите силу и сравните ее с электрической силой.
Совет: Для лучшего понимания сил, стоит использовать теорию гравитации Ньютона и закон Кулона для электрической силы.
Упражнение: Рассмотрим две точечные частицы массой 2 кг и 5 кг, находящиеся на расстоянии 3 метров друг от друга. Рассчитайте гравитационную силу между этими частицами.