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Etudier la cohésion du noyau d'un atome

Difficulté
15-20 MIN
3 / 3

Soit un atome de carbone dont le noyau a pour symbole : \(\displaystyle{\ce{^{13}_{6}C}}\).

On rappelle les constantes suivantes :

  • Charge électrique élémentaire : \(\displaystyle{ e = 1,6 \times 10^{-19}}\) C
  • Constante de l'interaction électromagnétique : \(\displaystyle{ k = 9,0 \times 10^{9}}\) N.m2.C–2
  • Masse d'un nucléon : \(\displaystyle{ m = 1,674 \times 10^{-27}}\) kg
1

Donner la composition de cet atome.

2

Calculer la valeur de la force d'interaction gravitationnelle s'exerçant entre deux protons (considérés comme ponctuels) éloignés de la distance \(\displaystyle{ d = 2,15 \times 10^{-15}}\) m.

3

Sachant que la valeur de la force d'interaction électrostatique s'exerçant entre ces deux protons est de 49,8 N, retrouver la charge électrique portée par un proton.

4

Représenter ces forces sur un schéma. On ne tiendra pas compte de l'échelle.

5

Ces deux interactions permettent-elles d'expliquer la cohésion du noyau de carbone ? Que peut-on en déduire ?

6

Déterminer, par un calcul très simple, la valeur de la force d'interaction électrostatique correspondant à une distance entre les deux protons trois fois plus importante.

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