Électrique contre gravitationnel : comparer deux protons

Difficile
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Énoncé

On considère deux protons séparés d'une distance quelconque. On donne la charge élémentaire , la masse du proton , la constante de Coulomb et la constante de gravitation , en unités du Système International. 1) Écrire les expressions de la force électrostatique et de la force gravitationnelle entre les deux protons. 2) Établir l'expression du rapport de ces deux forces et montrer qu'il ne dépend pas de la distance. 3) Calculer numériquement ce rapport. 4) Quelle conclusion en tirer sur ce qui assure la cohésion du noyau atomique ? 5) Pourquoi, à l'échelle des planètes, est-ce pourtant la gravitation qui domine ?

إرشادات

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1 الإرشاد 1
Écris les deux forces côte à côte : $k\dfrac{e^{2}}{r^{2}}$ et $G\dfrac{m_p^{2}}{r^{2}}$. En formant leur rapport, le $r^{2}$ disparaît — c'est tout l'objet de la question 2.
2 الإرشاد 2
Le rapport obtenu est immense, ce qui explique qu'une force supplémentaire soit nécessaire dans le noyau. Pour la question 5, souviens-toi que la matière ordinaire est électriquement neutre à grande échelle.

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الطريقة — من أين نبدأ

Écris les deux forces côte à côte : et . En formant leur rapport, le disparaît — c'est tout l'objet de la question 2.

Le rapport obtenu est immense, ce qui explique qu'une force supplémentaire soit nécessaire dans le noyau. Pour la question 5, souviens-toi que la matière ordinaire est électriquement neutre à grande échelle.

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