Для решения этой задачи нам потребуется формула для потенциальной энергии взаимодействия двух точечных зарядов:
\[ U = k \frac{q_1 q_2}{r} \]
где:
* (U) - потенциальная энергия,
* (k) - постоянная Кулона, (k = 8.9875 × 10^9 Н·м²/Кл²),
* (q_1) и (q_2) - величины зарядов,
* (r) - расстояние между зарядами.
В нашем случае:
* (q_1) - заряд протона (+e = 1.602 × 10^{-19} Кл),
* (q_2) - заряд электрона (-e = -1.602 × 10^{-19} Кл),
* (r = 5.3 × 10^{-11} м).
Подставим значения:
\[ U = (8.9875 × 10^9 Н·м²/Кл²) \frac{(1.602 × 10^{-19} Кл) (-1.602 × 10^{-19} Кл)}{5.3 × 10^{-11} м} \]
\[ U = -\frac{8.9875 × 1.602 × 1.602}{5.3} × 10^{-18} Дж \]
\[ U ≈ -4.35 × 10^{-18} Дж \]
Итак, потенциальная энергия электрона составляет приблизительно -4.35 × 10^-18 Дж.
*Ответ:* Потенциальная энергия электрона, вращающегося в атоме водорода, равна -4.35 * 10^-18 Дж.