Question

Два одинаковых алюминиевых шарика имеют заряды 6,0 ·10 -9 Кл и -2,0·10 –9 Кл. Пули привели в ощупь и снова раздвинули на 4см. Определить силу взаимодействия между ними до и после столкновения.

Answer 1

Сила взаимодействия между двумя заряженными телами определяется по формуле:

F = k * (|q1*q2| / r^2),

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды тел, r - расстояние между телами.

До столкновения:

F1 = k * (|6,0*10^(-9) * (-2,0*10^(-9))| / (0,04)^2)

F1 = 9 * 10^9 * (|6,0 * (-2,0)| / 0,0016)

F1 = 9 * 10^9 * 12,0 / 0,0016

F1 = 9 * 10^9 * 7500

F1 = 6,75 * 10^13 Н

После столкновения:

F2 = k * (|6,0*10^(-9) * 6,0*10^(-9)| / (0,04)^2)

F2 = 9 * 10^9 * (|6,0 * 6,0| / 0,0016)

F2 = 9 * 10^9 * 36,0 / 0,0016

F2 = 9 * 10^9 * 22500

F2 = 2,025 * 10^14 Н

Таким образом, сила взаимодействия до столкновения составляет 6,75 * 10^13 Н, а после столкновения - 2,025 * 10^14 Н.

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо применить закон Кулона и закон сохранения заряда.

1. Сила взаимодействия до столкновения

Сила взаимодействия между двумя зарядами определяется формулой:

F = k * |q1 * q2| / r^2

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами.

В данном случае, q1 = 6.0 * 10^-9 Кл, q2 = -2.0 * 10^-9 Кл, r = 4 см. Подставляем эти значения в формулу и получаем:

F_before = k * |q1 * q2| / r^2 = (8.99 * 10^9 Н*м^2/Кл^2) * |(6.0 * 10^-9 Кл) * (-2.0 * 10^-9 Кл)| / (0.04 м)^2

2. Сила взаимодействия после столкновения

После столкновения заряды шариков становятся равными и противоположными по знаку. Заряды после столкновения равны q = (q1 + q2) / 2. Подставляем это в формулу для силы взаимодействия:

F_after = k * |q * q| / r^2 = (8.99 * 10^9 Н*м^2/Кл^2) * |((6.0 * 10^-9 Кл) + (-2.0 * 10^-9 Кл)) / 2| / (0.04 м)^2

Важно помнить, что при расчете силы взаимодействия необходимо учитывать только абсолютные значения зарядов, поскольку сила всегда действует между противоположно заряженными телами , , , .