Question

Два точечных электрических заряда -2,67 нКл и 0,67 нКл находятся в вакууме на расстоянии 4 см друг от друга. Их приводят в соприкосновение и удаляют на прежнее расстояние. Найдите величину и характер силы их электрического взаимодействия до и после соприкосновения.

Answer 1

Два одинаковых шарика, обладающие зарядами 2,67нКл и (-0,67)нКл, находятся на расстоянии R= 4 см.=0.04 м Их приводят в соприкосновение и удаляют на прежнее расстояние.Найти силу взаимодействия после соприкосновения шариков.

k  = 8,9875517873681764·109 Н·м2/Кл2 

после соприкосновения шариков оба заряда равны q= 1нКл =10^-9 Кл

сила взаимодействия F=kq^2/R^2=8,98755*10^9*(10^-9)^2/0.04^2=5.6*10^-6 H

Ответ 5.6*10^-6 H

Answer 2

Для нахождения величины и характера силы электрического взаимодействия между двумя точечными зарядами, можно использовать закон Кулона:

Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

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

где:

• $F$ - сила взаимодействия,
• $k$ - постоянная Кулона, $k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2$,
• $q_1$ и $q_2$ - модули зарядов,
• $r$ - расстояние между зарядами.

Перед соприкосновением $r = 0.04$ м (4 см), $q_1 = -2.67$ нКл и $q_2 = 0.67$ нКл.

После соприкосновения силы становятся одинаковыми и равны $q = -2.67 + 0.67 = -2$ нКл (учтем, что заряды имеют разные знаки).

Для расчета силы до и после соприкосновения, подставим значения в формулу:

До соприкосновения: $F_{\text{до}} = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot |(-2.67 \times 10^{-9}) \cdot (0.67 \times 10^{-9})|}{(0.04)^2} \approx 5.00625 \times 10^{-3} \, \text{Н}$

После соприкосновения: $F_{\text{после}} = \frac{k \cdot |q \cdot q|}{r^2} = \frac{8.99 \times 10^9 \cdot |(-2 \times 10^{-9}) \cdot (-2 \times 10^{-9})|}{(0.04)^2} = 2 \times \frac{8.99 \times 10^9 \cdot 4 \times 10^{-18}}{0.0016} \approx 8.98 \times 10^{-3} \, \text{Н}$

Таким образом, до соприкосновения величина силы составляет приблизительно $5.00625 \times 10^{-3} \, \text{Н}$ и направлена притягивающим образом (заряды разного знака). После соприкосновения величина силы увеличивается и становится примерно $8.98 \times 10^{-3} \, \text{Н}$, она также направлена притягивающим образом.