Физика 11 класс, как решить, какие формулы?

Question

7. 36. Некий «ученый» поставил цель получить такие «атомные ядра»,
чтобы кулоновское отталкивание между ними в точности компен-
сировало гравитационное притяжение. Какой должна быть доля
 
протонов в этих «ядрах»? Какова минимально возможная масса
такого «ядра»?

Answer 1

Для ответа на этот вопрос нужно рассмотреть силы взаимодействия между частицами и свойства атомных ядер.
 
Сила кулоновского отталкивания между двумя протонами в атомном ядре пропорциональна квадрату заряда протона и обратно пропорциональна квадрату расстояния между протонами. Силу гравитационного притяжения между двумя протонами можно рассчитать с использованием закона тяготения Ньютона.
 
Для того, чтобы кулоновское отталкивание компенсировало гравитационное притяжение, необходимо, чтобы заряды протонов были равными по модулю, но противоположными по знаку. Таким образом, доля протонов в таких ядрах должна быть равна 0, 5.
 
Минимально возможная масса такого ядра зависит от количества протонов и нейтронов в нем. Существует некое оптимальное сотношение между числом протонов и нейтронов, которое обеспечивает наиболе стабильную ядерную конфигурацию. Таким образом, точное значение минимально возможной массы зависит от конкретной комбинации протонов и нейтронов.

Answer 2

Для того, чтобы кулоновское отталкивание между атомными ядрами сответствовало гравитационному притяжению, доля протонов в этих ядрах должна составлять примерно 1/43. Минимально возможная масса такого ядра составляет примерно 10^6 единиц массы протона.