Question

Дві однакові за розмірами кульки мають заряди -6мкКл і 8мкКл. Кульки призводять до зіткнення і розводять на відстань,яка була до зіткнення.як змінилася сила взаємодії цих зарядів(заряджених кульок)?

Answer 1

Сила взаємодій після зіткнення спочатку збільшиться , а потім почне стухати.

Answer 2

Перед тим як кульки зіткнулися, ми маємо дві кульки з однаковими розмірами, але з різними зарядами: -6 мкКл і 8 мкКл. Заряд можна позначити як q1 = -6 мкКл і q2 = 8 мкКл.

Сила взаємодії між двома точковими зарядами обчислюється за допомогою закону Кулона: $F = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}$

де F - сила взаємодії, k - електростатична постійна (приблизно 8.99 * 10^9 N m²/C²), |q1| та |q2| - модулі величин зарядів, а r - відстань між цими зарядами.

Після того, як кульки зіткнулися і розвелися на відстань, яка була до зіткнення, їх заряди не змінилися, але відстань між ними збільшилася вдвічі (так як кульки мають однаковий розмір). Нехай ця відстань після зіткнення дорівнює d.

Таким чином, нова сила взаємодії між кульками буде: $F' = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{(2d)^2} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{4d^2}$

Тепер ми можемо обчислити, як змінилася сила взаємодії:

$\text{Зміна сили} = F' - F = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{4d^2} - \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}$

Оскільки r дорівнювала відстані між зарядами до зіткнення, а тепер дорівнює 2d, ми можемо подати це як:

$\text{Зміна сили} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{4d^2} - \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{(2d)^2}$

$\text{Зміна сили} = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{4d^2} - \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{4d^2}$

$\text{Зміна сили} = 0$

Отже, сила взаємодії між зарядженими кульками не зміниться після того, як вони зіткнулися і розвелися на відстань, яка була до зіткнення.