определите величину точечного заряда в долях элементарного заряда,который будучи посещённый между двумя протонами компенсирует силу их взаимного отталкивания

Чтобы определить величину точечного заряда, который может компенсировать силу отталкивания между двумя протонами, нам нужно использовать закон Кулона и соотношения между силами.

Сила отталкивания между двумя протонами определяется по формуле закона Кулона:

\[ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \]

где:

• \( F \) — сила отталкивания,
• \( k \) — электрическая постоянная (\( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н·м²/Кл²} \)),
• \( q_1 \) и \( q_2 \) — заряды протонов (каждый равен элементарному заряду \( e \approx 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл} \)),
• \( r \) — расстояние между протонами.

Сила отталкивания между двумя протонами:

\[ F_{\text{протонов}} = k \frac{e^2}{r^2} \]

Теперь, чтобы компенсировать эту силу с помощью точечного заряда \( Q \), нужно, чтобы сила взаимодействия этого заряда с каждым протоном была равна силе отталкивания между ними. Для этого точечный заряд должен находиться на равном расстоянии от обоих протонов.

Сила взаимодействия точечного заряда \( Q \) с протоном будет:

\[ F_{Q} = k \frac{Q e}{d^2} \]

где \( d \) — расстояние от заряда \( Q \) до протонов. Поскольку \( Q \) воздействует на оба протона одинаково, нам нужно, чтобы:

\[ 2F_{Q} = F_{\text{протонов}} \]

Подставляя значения, получаем:

\[ 2 \cdot k \frac{Q e}{d^2} = k \frac{e^2}{r^2} \]

Сокращая \( k \) и перемножая, получаем:

\[ 2Qe = \frac{e^2}{r^2} d^2 \]

Теперь нужно выразить \( Q \):

\[ Q = \frac{e}{2} \frac{d^2}{r^2} \]

Чтобы найти значение \( Q \) в долях элементарного заряда, достаточно подставить значения \( d \) и \( r \) в необходимую формулу. Зная, что сам заряд \( Q \) должен быть отрицательным (чтобы компенсировать положительный заряд протонов), мы можем записать:

• Если точечный заряд равен \( -\frac{1}{2} \) элементарного заряда, это приведёт к компенсации сил отталкивания между двумя протонами при определённых расстояниях.

Итак, величина точечного заряда в долях элементарного заряда будет равна \( -\frac{1}{2} \).