Problema n° 2 de composición atómica, densidad del neutrón - TP02
Enunciado del ejercicio n° 2
a) ¿Cuáles son los valores numéricos de las masas y las cargas de los neutrones y de los protones? Comparar con las del electrón.
b) El radio aproximado de un neutrón, supuesto esférico, es 1,50·10⁻¹⁵ m y su masa es 1,68·10⁻²⁷ kg. Calcular la densidad del neutrón en g/cm³
Desarrollo
Datos:
r = 1,50·10⁻¹⁵ m
m = 1,68·10⁻²⁷ kg
Fórmulas:
| V = | 4·π·r³ |
| 3 |
| δ = | m |
| V |
Solución
a)
| Partícula | Masa | Carga |
| kg | C | |
| Protón | 1,6726485·10⁻²⁷ | 1,602·10⁻¹⁹ |
| Neutrón | 1,6749543·10⁻²⁷ | - |
| Electrón | 9,109534·10⁻³¹ | -1,602·10⁻¹⁹ |
Como se observa en el cuadro, las masas de los protones y de los neutrones tienen valores semejantes y el mismo orden de magnitud. La masa del electrón tiene un orden de magnitud 4 veces menor.
Los protones y electrones tienen la misma carga, pero de signo contrario. Los neutrones no poseen carga.
b)
Para hallar la densidad del neutrón primero debemos calcular su volumen. Aplicamos la fórmula de volumen:
| V = | 4·π·r³ |
| 3 |
Reemplazamos por los datos y resolvemos:
| V = | 4·π·(1,50·10⁻¹⁵ m)³ |
| 3 |
V = 1,41·10⁻⁴⁴ m³
Con este dato aplicamos la fórmula de densidad:
| δ = | m |
| V |
Reemplazamos por los datos y resolvemos:
| δ = | 1,68·10⁻²⁷ kg |
| 1,41·10⁻⁴⁴ m³ |
δ = 1,19·10¹⁸ kg/m³
Respuesta, la densidad del neutrón expresada en g/cm³ es:
δ = 1,19·10¹⁴ g/cm³
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo determinar la densidad del neutrón