Силы электростатического взаимодействия между двумя точечными заряженными телами равен по модулю f. как изменится модуль сил электростатического взаимодействия между этими телами, если расстояние между ними увеличить в 2 раза?

Соколов Андрей Михайлович

Преподаватель Физтех-лицея

Проверено учителем

Для решения этой задачи воспользуемся законом Кулона, который описывает взаимодействие двух неподвижных точечных зарядов в вакууме. Математическое обоснование Согласно закону Кулона, модуль силы взаимодействия Fcap F определяется формулой: 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 Где:

  • kk — коэффициент пропорциональности; q1,q2q sub 1 comma q sub 2 — величины зарядов; rr — расстояние между зарядами.

Сравнение состояний

  1. Начальное состояние:
    Сила взаимодействия равна F1=fcap F sub 1 equals f при расстоянии r1r sub 1. Конечное состояние:
    Расстояние увеличивается в 2 раза, то есть новое расстояние r2=2r1r sub 2 equals 2 r sub 1. Подставим это значение в формулу для новой силы F2cap F sub 2: F2=k|q1q2|(2r1)2=k|q1q2|4r12cap F sub 2 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 open paren 2 r sub 1 close paren squared end-fraction 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 4 r sub 1 squared end-fraction Отношение сил:
    Сравним начальную и конечную силы: F2=14(k|q1q2|r12)=F14=f4cap F sub 2 equals one-fourth center dot open paren 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 sub 1 squared end-fraction close paren equals the fraction with numerator cap F sub 1 and denominator 4 end-fraction equals f over 4 end-fraction

Вывод Так как сила электростатического взаимодействия обратно пропорциональна квадрату расстояния между зарядами, при увеличении расстояния в 2 раза сила уменьшится в 22=42 squared equals 4 раза. Ответ: Модуль сил электростатического взаимодействия уменьшится в 4 раза и станет равен f/4f / 4. Я могу помочь вам рассчитать, как изменится сила, если одновременно с расстоянием изменить и величину самих зарядов. Хотите рассмотреть такой пример?

Форма ответа

Ваш аватар