PAU Física 2017 · Juny · Sèrie 5 · Exercici 5 (Opció B)

P5) En el model clàssic de l’àtom d’hidrogen, l’electró gira al voltant del protó en una òrbita circular de radi r = 53 pm. a) Calculeu el mòdul de la força elèctrica que actua sobre l’electró. Representeu aquesta força en dos punts de l’òrbita amb una separació angular de 90°. Calculeu el mòdul del camp elèctric que crea el protó en un punt de la trajectòria de l’electró. b) Calculeu l’energia mecànica d’aquest sistema, que consta d’un protó i un electró girant al seu voltant. Expresseu el resultat en eV. Dades:  . Càrrega de l’electró, qelectró = –1,6 × 10–19 C. Càrrega del protó, qprotó = 1,6 × 10–19 C. Massa de l’electró, melectró = 9,11 × 10–31 kg. 1 eV = 1,60 × 10–19 J.

P5) a)   q q   19 6,1 10  p e   9    8 F k ,8 99 10 ,8 19 10 N 0.1 p 0.2 p   e 2 2 r   12 53 10 0.4 p   F ,8 19 10 8     11 0.1p E ,5 12 10 N / C 0.2 p   19 q 6,1 10 e b)   0.1 p E K U   2 K mv   0.2 p  K rF e 2 2 v    2  F m mv rF  e e  r    12    8    18 0.2 p K 53 10 ,8 19 10 ,2 17 10 J   q q      19 19 6,1 10 6,1 10  p e   9     18 U k ,8 99 10 ,4 34 10 J 0.1 p 0.2 p   12 r 53 10 1 eV              0.2 p 18 18 18 E ,2 17 10 ,4 34 10 ,2 17 10 J 13 6, eV   19 6,1 10