Закон Кулона, задача 9 (МФТИ, 1974)


В одной из моделей молекулярного иона водорода H+
2 полагается,
что электрон движется по круговой орбите, лежащей в плоскости, перпендикулярной линии,
соединяющей протоны. Расстояние между протонами равно r, заряд электрона — e, его масса — m. Найти скорость, с которой движется электрон.
как нам решить задачу не зная радиус орбиты движение электрона

1 лайк

как нам решить задачу не зная радиус орбиты движение электрона

1 лайк

Попробуй нарисовать модель иона водорода и указать, где расположены протоны и электрон.

2 лайка

на фото ответ без R

Скорее всего, они брали минимальный случайный при подборе значений. Попробуйте найти экстремум скорости v(R).

я нашел но у меня коэффициент под корнем вышел 1.539600718 а у них в ответе 1.5198421
и в задаче не говориться про экстремум так что мне кажется что в условии не дописали про R

1 лайк

Довольно близко, разве нет?

Да, но это самый единственный способ нахождения скорости с учетом недостатка в условии.

Условие, что на протоны действует в среднем сила по оси x равная нулю, что-то даст?

P.S. Да, получится правильный ответ, я проверил

5 лайков

не могли бы по подробней объяснить я не понял что вы хотели сказать

сила отталкивания протонов уравновешивается силой притяжения к электрону вдоль горизонтальной оси. вдоль вертикальной оси сила притяжения к электрону вызывает вращение протонов вокруг общего с электроном центра масс, но их можно считать неподвижными, т.к. масса протона намного больше массы электрона

3 лайка

Молекулярный ион штука стабильная, это означает, что протоны никуда не хотят двигаться: ни влево, ни вправо.
Модель же изначально это пыталась объяснить, как вообще устроены молекулы. Электрон тянет протоны к себе, они же друг от друга отталкиваются. Если силы притяжения и отталкивания будут равны, то протоны не будут никуда стремиться. Электрон же очень лёгкий и поэтому в этой модели так быстро вращается, что протон не успевает смещаться перпендикулярно оси иона, а тянется в среднем к центру с силой F \cos \alpha

3 лайка