Etudier la cohésion du noyau d'un atomeProblème

Soit un atome de carbone dont le noyau a pour symbole : \ce{^{14}_{6}C}.

On rappelle les constantes suivantes :

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

Quelle est la composition de cet atome ?

Quelle est la valeur de la force d'interaction gravitationnelle s'exerçant entre deux protons (considérés comme ponctuels) éloignés de la distance d = 4,35 \times 10^{-15} m ?

Sachant que la valeur de la force d'interaction électrostatique s'exerçant entre ces deux protons est de 12,2 N, quelle est la charge électrique portée par un proton ?

Sur quel schéma ces forces sont-elles correctement représentées ?

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

Quelle sera la valeur de la force d'interaction électrostatique correspondant à une distance entre les deux protons trois fois plus importante ?

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