Question

1. Два неподвижных шара, заряды которых соответственно равны 5·10 -9 Кл и 7·10 -9 Кл, находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Шарики привели в соприкосновение, а затем раздвинули на прежнее расстояние. Шарики можно считать материальными точками. a. определите силу взаимодействия между зарядами, до соприкосновения; [1] b. определите заряды шариков после соприкосновения. [1] c. определите силу взаимодействия между зарядами, после соприкосновение. [1] d. сравните во сколько раз и как изменилась сила взаимодействия зарядов.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

$F = k\dfrac{qQ}{r^2} = 9*10^9\dfrac{5*10^{-9}*7*10^{-9}}{0.1^2} = 3.15*10^{-5}~N$

$q' = Q' = \dfrac {q + Q}{2} = 6*10^{-9} ~C$

$F' = k\dfrac{q'Q'}{r^2} = 9*10^9\dfrac{6*10^{-9}*6*10^{-9}}{0.1^2} = 3.24*10^{-5}~N$

$\dfrac{F'}F = 1.03$ - увеличилась

Answer 2

Давайте разберемся с каждым пунктом по очереди:

a. Сила взаимодействия между двумя зарядами можно найти по закону Кулона:

$F = \dfrac{k \cdot |q1 \cdot q2|}{r^2},$

где $k$ - постоянная Кулона ($8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2$), $q1$ и $q2$ - величины зарядов, $r$ - расстояние между зарядами.

Подставим значения:

$q1 = 5 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$, $q2 = 7 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$, $r = 0.1 \, \text{м}$.

$F_1 = \dfrac{(8.99 \times 10^9) \cdot |5 \times 10^{-9} \cdot 7 \times 10^{-9}|}{(0.1)^2} \approx 3.15 \, \text{Н}.$

b. После соприкосновения заряды шаров будут равны и имеют среднее значение:

$q' = \dfrac{q1 + q2}{2} = \dfrac{(5 \times 10^{-9}) + (7 \times 10^{-9})}{2} = 6 \times 10^{-9} \, \text{Кл}.$

c. После соприкосновения, если заряды одинаковы, сила взаимодействия будет аналогично силе взаимодействия двух одинаково заряженных частиц. Так как заряды теперь равны $6 \times 10^{-9} \, \text{Кл}$, сила взаимодействия равна:

$F_2 = \dfrac{(8.99 \times 10^9) \cdot (6 \times 10^{-9})^2}{(0.1)^2} \approx 5.39 \, \text{Н}.$

d. Для того чтобы найти, во сколько раз изменилась сила взаимодействия, поделим $F_2$ на $F_1$:

$n = \dfrac{F_2}{F_1} \approx \dfrac{5.39}{3.15} \approx 1.71.$

Таким образом, сила взаимодействия увеличилась в $1.71$ раза после соприкосновения.