С какой силой взаимодействуют 2 маленьких заряженных шарика, находящиеся в вакууме на расстоянии 9см. друг от друга? заряд каждого шарика равен 3*10^-6 кл.

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения данной задачи воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя неподвижными точечными зарядами в вакууме. 1. Данные задачи Для начала приведем все величины в систему СИ:

  • Заряды шариков: q1=q2=310-6q sub 1 equals q sub 2 equals 3 center dot 10 to the negative 6 power Кл Расстояние между ними: r=9 см=0,09r equals 9 см equals 0 comma 09 м (или 910-29 center dot 10 to the negative 2 power м) Электрическая постоянная (коэффициент пропорциональности): k9109Нм2Кл2k is approximately equal to 9 center dot 10 to the nineth power the fraction with numerator Н center dot м squared and denominator Кл squared end-fraction

2. Формула закона Кулона Сила взаимодействия Fcap F рассчитывается по формуле: F=k|q1q2|r2cap F equals k center dot the fraction with numerator the absolute value of q sub 1 center dot q sub 2 end-absolute-value and denominator r squared end-fraction Так как заряды одинаковы по знаку и величине, формула принимает вид: F=kq2r2cap F equals k center dot the fraction with numerator q squared and denominator r squared end-fraction 3. Вычисление Подставим числовые значения в формулу:

  1. Возведем расстояние в квадрат:
    r2=(910-2)2=8110-4r squared equals open paren 9 center dot 10 to the negative 2 power close paren squared equals 81 center dot 10 to the negative 4 power м 2squared Найдем произведение зарядов:
    q2=(310-6)2=910-12q squared equals open paren 3 center dot 10 to the negative 6 power close paren squared equals 9 center dot 10 to the negative 12 power Кл 2squared Рассчитаем силу:
    F=9109910-128110-4cap F equals 9 center dot 10 to the nineth power center dot the fraction with numerator 9 center dot 10 to the negative 12 power and denominator 81 center dot 10 to the negative 4 power end-fraction Сократим числа:
    F=9109110-12910-4cap F equals 9 center dot 10 to the nineth power center dot the fraction with numerator 1 center dot 10 to the negative 12 power and denominator 9 center dot 10 to the negative 4 power end-fraction F=110910-12104cap F equals 1 center dot 10 to the nineth power center dot 10 to the negative 12 power center dot 10 to the fourth power F=110912+4=1101=10 Нcap F equals 1 center dot 10 raised to the 9 minus 12 plus 4 power equals 1 center dot 10 to the first power equals 10 Н

Ответ: Сила взаимодействия между шариками составляет 10 Н (Ньютонов). Поскольку заряды имеют одинаковый знак, шарики будут отталкиваться друг от друга. Я могу также рассчитать, как изменится эта сила, если поместить шарики в диэлектрическую среду (например, в воду или масло). Хотите продолжить?

Форма ответа

Ваш аватар