Question

С одной нейтральной капли воды забрали 100 миллиардов электронов и передали другой нейтральной капле. Расстояние между этими каплями равно 1,6 см. Какова сила взаимодействия между ними?

Answer 1

Краплі зарядились однаковим за величиною, але протилежним за знаком зарядами:

q=Ne

N=10¹¹

e=1,6*10⁻¹⁹Кл

q=10¹¹*1,6*10⁻¹⁹Кл=1,6*10⁻⁸Кл

F=kq²/r²-закон Кулона

F=9*10⁹*(1,6*10⁻⁸)²/(1,6*10⁻²)²=9*10⁻³Н=9кН

Answer 2

Для решения этой задачи, давайте рассмотрим, что происходит с электрическим зарядом на каплях.

Когда из одной нейтральной капли забрали 100 миллиардов электронов, она становится заряженной положительно. Из-за этого заряда, на второй нейтральной капле происходит индукция заряда. Она приобретает отрицательный заряд, равный по абсолютной величине заряду, перешедшему на первую каплю.

Теперь, чтобы определить силу взаимодействия между этими каплями, воспользуемся законом Кулона:

Сила (F) между двумя точечными зарядами определяется формулой:

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

где:

• $k$ - постоянная Кулона, примерно равная $8.99 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2$,
• $q_1$ и $q_2$ - величины зарядов на каплях (положительная и отрицательная),
• $r$ - расстояние между каплями.

Заряд $q_1$ на первой капле - 100 миллиардов электронов. Для перевода электронов в кулоны, воспользуемся элементарным зарядом $e$, который составляет примерно $1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$. Таким образом:

$q_1 = 100 \times 10^9 \times 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл}$.

Заряд $q_2$ на второй капле равен по абсолютной величине $q_1$.

Теперь подставим известные значения в формулу:

$F = \frac{(8.99 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (100 \times 10^9 \times 1.6 \times 10^{-19} \, \text{Кл})^2}{(0.016 \, \text{м})^2}$.

После вычислений получим значение силы $F$.