Question

Два одинаковых небольших заряженных шарика с зарядами q и -3q, находясь на некотором расстоянии друг от друга, взаимодействуют с силой F. Шарики привели в соприкосновение и снова развели на прежнее расстояние. а)какими стали заряды шариков после того, как их привели в соприкосновение?б)как изменяется силы взаимодействия заряженных шариков, когда их снова разведут на прежнее расстояние?​

Answer 1

Ответ:

$q'_{1} = q'_{2}= -q$

 $\dfrac{F_{1}}{F_{2}} = \dfrac{3}{1}$

Объяснение:

Дано:

$q_{1} = q$

$q_{2} = -3q$

$F_{1}$

$r$

Найти:

$q'_{1}$ - ?

$q'_{2}$ - ?

$\dfrac{F_{1}}{F_{2}} - ?$  

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

Решение:

Согласно закону сохранению заряда: $q_{1} + q_{2} = q_{1}' + q_{2}'$

$q_{1} + q_{2} = 2q'|:2$

$q' = \dfrac{q_{1} + q_{2}}{2}$

$q' = \dfrac{q- 3q}{2} = \dfrac{-2q}{q} = -q$

$q'_{1} = q'_{2} = q' = -q$

Сила кулона: $F_{k} = \dfrac{k \cdot |q_{1}|\cdot|q_{2}|}{r^{2}}$

$F_{1} = \dfrac{k \cdot |q_{1}|\cdot|q_{2}|}{r^{2}} = \dfrac{k \cdot |q|\cdot|-3q|}{r^{2}} = \dfrac{3kq^{2}}{r^{2}}$

$F_{2} = \dfrac{k \cdot |q'_{1}|\cdot|q'_{2}|}{r^{2}} = \dfrac{k \cdot |-q|\cdot|-q|}{r^{2}} = \dfrac{kq^{2}}{r^{2}}$

$\dfrac{F_{1}}{F_{2}} = \dfrac{\dfrac{3kq^{2}}{r^{2}}}{\dfrac{kq^{2}}{r^{2}}} = \dfrac{3kq^{2}r^{2}}{kq^{2}r^{2}} = \dfrac{3}{1}$  

Ответ:  $\dfrac{F_{1}}{F_{2}} = \dfrac{3}{1}$  .$q'_{1} = q'_{2}= -q$.

Answer 2

Когда два одинаковых небольших заряженных шарика с зарядами q и -3q приводятся в соприкосновение, происходит перераспределение зарядов между ними. В результате этого перераспределения зарядов они достигнут состояния с минимальной потенциальной энергией, что означает, что они будут иметь равные по величине и противоположные по знаку заряды.

а) После соприкосновения оба шарика будут иметь одинаковые по модулю заряды, и заряд одного из них станет q, а другого - -q.

б) Когда эти заряженные шарики снова разведут на прежнее расстояние, сила их взаимодействия будет определяться законом Кулона, который гласит:

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

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между шариками.

Поскольку после соприкосновения один из шариков имеет заряд q, а другой - -q, то сила взаимодействия между ними останется той же самой, но теперь она будет положительной (поскольку заряды имеют противоположные знаки). Таким образом, сила взаимодействия останется F, но теперь будет направлена в противоположную сторону (поскольку заряды имеют разные знаки).