Question

Дві однакові металеві кульки, розташовані на деякій відстані одна від одної, взаємодіють із силою 8Н. Визнач відстань між кульками, якщо заряд однієї з них дорівнює 8мкКл, а іншої 29мкКл. Обчисли, якою буде сила електростатичної взаємодії кульок після того, як вони торкнуться одна одної й знову розійдуться на таку саму відстань. 40 баллов!!!

Answer 1

Ответ:

1) ≈ 0,51 м;

2) ≈ 11,84 Н

Объяснение:

1)

F = 8 H

q₁ = 8 мкКл = 8·10⁻⁶ Кл

q₂ = 29 мкКл = 29·10⁻⁶ Кл

k = 9·10⁹ H·м²/Кл²

------------------------

r - ?

-------------------------

По закону Кулона сила взаимодействия зарядов

$F = k\cdot \dfrac{q_1\cdot q_2}{r^2}$

Откуда расстояние между зарядами

$r = \sqrt{\dfrac{k\cdot q_1\cdot q_2}{F} } = \sqrt{\dfrac{9\cdot10^9\cdot 8\cdot 10^{-6}\cdot 29\cdot10^{-6}}{8} } \approx 0.51~(m).$

После соприкосновения заряды на шариках стали одинаковыми

q₁ = q₂ = 0.5 · (8 + 29) = 18.5 (мкКл) = 18.5·10⁻⁶ Кл

2)

Сила взаимодействия изменилась

$F = k\cdot \dfrac{q_1\cdot q_2}{r^2}=9\cdot10^9\cdot \dfrac{18.5\cdot10^{-6}\cdot18.5\cdot10^{-6} }{0.51^2} \approx 11.84~(N).$

Answer 2

Спочатку визначимо відстань між кульками. Для цього скористаємося формулою для сили електростатичної взаємодії між двома зарядженими тілами:

F = k * |q1 * q2| / r^2

де F - сила взаємодії, k - коефіцієнт пропорційності (електрична стала), q1 та q2 - заряди кульок, r - відстань між кульками.

Підставимо відомі значення:

8Н = k * |8 * 29| / r^2

Після перетворень отримаємо:

r = √(k * |8 * 29| / 8Н)

Тепер обчислимо значення виразу:

r = √(9 * 10^9 * |8 * 29| / 8)

r = √(9 * 10^9 * 232 / 8)

r ≈ √(2.07 * 10^9)

r ≈ 45472 м

Тепер знайдемо силу електростатичної взаємодії після того, як кульки торкнуться і знову розійдуться на таку саму відстань. Сила електростатичної взаємодії залежить від відстані між зарядженими тілами, тому після того, як вони торкнуться і розійдуться на таку саму відстань, сила взаємодії буде такою ж, як і спочатку - 8Н.

Отже, відстань між кульками - 45472 м, а сила електростатичної взаємодії після того, як вони торкнуться і знову розійдуться на таку саму відстань, також буде 8Н.