Question

1. Два одинаковых шарика, имеющих заряды +5·10-9 Кл и –15·10-9 Кл, привели в соприкосновение, а затем раздвинули на расстояние 20 см. Определите силу взаимодействия между шариками

Answer 1

1) Закон сохранения заряда. Суммарный заряд = сумме зарядов после соприкосновения.

q=(5-15)*10⁻⁹/2= - 5*10⁻⁹Кл  -  заряд каждого шарика.

2) Закон Кулона.

F=k*Iq1I * Iq2I/R²      

F=k q²/R²=k*(q/R)²

F=9*10⁹ * (5*10⁻⁹/0,2)²=

9*(5/0,2)² * 10⁹⁻¹⁸=9 *(5/(1/5))² * 10⁻⁹=5 625 *10⁻⁹=5,625*10⁻⁶ Н=

5,625 мкН  -  это ответ.

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

5 : 1/5=25; 25²=625

Answer 2

Сила взаимодействия между двумя заряженными объектами может быть вычислена с использованием закона Кулона, который формулируется следующим образом:

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

где $F$ - сила взаимодействия, $k$ - постоянная Кулона ($\approx 9 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2$), $q_1$ и $q_2$ - величины зарядов шариков в кулонах, $r$ - расстояние между шариками в метрах.

В данном случае $q_1 = 5 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$ и $q_2 = -15 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$. Расстояние между шариками $r = 20 \, \text{см} = 0.2 \, \text{м}$.

Подставим известные значения в формулу:

$F = \frac{(9 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot |(5 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) \cdot (-15 \times 10^{-9} \, \text{Кл})|}{(0.2 \, \text{м})^2}$

$F = \frac{9 \times 10^9 \cdot 75 \times 10^{-18}}{0.04} \, \text{Н}$

$F = \frac{675 \times 10^{-9}}{0.04} \, \text{Н}$

$F = 16.875 \times 10^{-6} \, \text{Н}$

$F = 1.6875 \times 10^{-5} \, \text{Н}$

Таким образом, сила взаимодействия между шариками составляет $1.6875 \times 10^{-5} \, \text{Н}$.