Question

Два металлических шарика одинакового размера заряжены электрически, первый с зарядом Q1 = 20*10^-6 C, а второй с зарядом Q2=-16*10^-6 C. Каким будет электрический заряд Q на шарах после касания их и какая электрическая сила будет действовать между ними, если их расстояние после касания составляет 6 см?

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Суммарный заряд:

q₀ = q₁ + q₂ = (20 - 16)·10⁻⁶ Кл = 4·10⁻⁶ Кл

Поскольку шарики одинаковые, то после касания заряд на каждом шарике:

q = q₁ = q₂ = q₀/2 =  2·10⁻⁶ Кл

Сила:

F = k·q² / r² = 9·10⁹·(2·10⁻⁶)² / (0,06)² ≈ 10 H

Answer 2

После касания двух заряженных объектов происходит перераспределение зарядов между ними до тех пор, пока не установится равновесие. Это происходит из-за того, что заряды стремятся минимизировать свою энергию путем максимально равномерного распределения по поверхности тела.

При касании этих двух заряженных шариков, из-за равномерного распределения зарядов, величина заряда на каждом из них будет одинакова. Мы можем найти этот новый заряд, используя закон сохранения заряда:

Q1 + Q2 = Q,

где Q - новый заряд, который будет равномерно распределен между шариками. Подставим данные:

20 * 10^-6 C + (-16 * 10^-6 C) = Q, 4 * 10^-6 C = Q.

Таким образом, новый заряд Q на каждом из шариков составляет 4 * 10^-6 Кл.

Теперь мы можем рассчитать электрическую силу между этими заряженными шариками с использованием закона Кулона:

F = k * (|Q1 * Q2|) / r^2,

где k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2), |Q1 * Q2| - модуль произведения зарядов, r - расстояние между шариками.

Подставим значения:

|Q1 * Q2| = |20 * 10^-6 C * (-16 * 10^-6 C)| = 320 * 10^-12 Кл^2, r = 6 см = 0.06 м.

Теперь вычислим силу:

F = (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2) * (320 * 10^-12 Кл^2) / (0.06 м)^2 ≈ 2.4 Н.

Таким образом, после касания заряд на каждом из шариков составит 4 * 10^-6 Кл, а электрическая сила между ними будет около 2.4 Н.