Question

Найдите силу, с которой взаимодействуют два заряда +9 нКл и -4 нКл, если они расположены в воде на расстоянии 3 см друг от друга. Диэлектрическая проницаемость воды равна 81.

Answer 1

Ответ:

4444 нН

Объяснение:

k= 9*10^9

q1=+9 нКл

q2=-4 нКл

r=3 см = 0.03 м

e= 81

F=?

F= k * |q1| *|q2| / (e*r^2) = 9*10^9 * 9 * 4 * 10^-19 / 81*0,0009 =4*10^-9/0.0009=4444 нН

Answer 2

Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами можно вычислить, используя закон Кулона:

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

где:

• $F$ - сила взаимодействия между зарядами,
• $k$ - электростатическая постоянная ($8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$),
• $q_1$ и $q_2$ - величины зарядов ($+9 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$ и $-4 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$ соответственно),
• $r$ - расстояние между зарядами.

Для данной задачи важно учесть, что заряды находятся в воде, где диэлектрическая проницаемость ($\varepsilon$) равна 81. В воде среда изменяет эффективную электростатическую постоянную:

$k_{\text{эфф}} = k \cdot \varepsilon.$

Теперь мы можем вычислить силу взаимодействия:

$F = \dfrac{k_{\text{эфф}} \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} = \dfrac{(8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot 81 \cdot (9 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) \cdot (4 \times 10^{-9} \, \text{Кл})}{(0.03 \, \text{м})^2}.$

Рассчитаем этот выражение:

$F = \dfrac{(8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot 81 \cdot (9 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) \cdot (4 \times 10^{-9} \, \text{Кл})}{(0.03 \, \text{м})^2} \approx 2.43 \, \text{мН}.$

Таким образом, сила взаимодействия между этими двумя зарядами в воде на расстоянии 3 см друг от друга составляет приближенно 2.43 миллиньютона (мН).