Question

Два одинаковых металлических шарика обладающие зарядами -4q и 2q привели в соприкосновение и развели на прежнее расстояние . сила взаимодействия между зарядами . 1)изменила направление увеличилась в 8 раз 2)изменила направление уменьшилась в 8 раз 3)сохранила направление и увеличилась в 4 раза 4)сохранила направление и уменьшилась в 2 раза

Answer 1

Сначала действовала сила притяжения на заряды  -4q  и  2q:                                        F₁ =k *4q*2q/R²,
ЗАРЯДЫ ПОСЛЕ СОПРИКОСНОВЕНИЯ ИЗМЕНИЛИСЬ И СТАЛИ РАВНЫМИ,  КАЖДЫЙ СТАЛ -q:     (-4q +2q)/2=-2q/2= -q
Теперь сила изменится, так как оба заряда одинаковы и равны -q, это будет сила отталкивания: F₂ =k *q*q/R²
F₁/F₂ =4q*2q/q*q =8,  F₁=8F₂
То есть сила изменила направление ( с притяжения на отталкивание) и уменьшилась в 8 раз
Ответ №2 верный

Answer 2

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать закон Кулона о взаимодействии между зарядами.

Когда два заряда приводятся в соприкосновение и раздвигаются на прежнее расстояние, сила взаимодействия между ними изменяется. Формула для расчета силы взаимодействия между двумя зарядами:

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

Где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.

Из условия задачи, один шарик имеет заряд -4q, а второй шарик имеет заряд 2q.

При соприкосновении и разведении на прежнее расстояние, величина зарядов не изменяется, поэтому они сохранились.

1) Когда сила изменила направление и увеличилась в 8 раз: F' = 8 * F k * (|-4q| * |2q|) / r^2 = 8 * (k * |-4q| * |2q|) / r^2 |-4q| * |2q| = 8 * |-4q| * |2q| (-4q) * (2q) = 8 * (-4q) * (2q) -8q^2 = -64q^2 q^2 = 8q^2 1 = 8 Уравнение не имеет решений, поэтому данный случай невозможен.

2) Когда сила изменила направление и уменьшилась в 8 раз: F' = F / 8 k * (|-4q| * |2q|) / r^2 = (k * |-4q| * |2q|) / 8 * r^2 |-4q| * |2q| = |-4q| * |2q| / 8 (-4q) * (2q) = (-4q) * (2q) / 8 -8q^2 = -8q^2 / 8 1 = 1 / 8 Уравнение не имеет решений, поэтому данный случай невозможен.

3) Когда сила сохранила направление и увеличилась в 4 раза: F' = 4 * F k * (|-4q| * |2q|) / r^2 = 4 * (k * |-4q| * |2q|) / r^2 |-4q| * |2q| = 4 * |-4q| * |2q| (-4q) * (2q) = 4 * (-4q) * (2q) -8q^2 = -32q^2 q^2 = 4q^2 1 = 4 Уравнение не имеет решений, поэтому данный случай невозможен.

4) Когда сила сохранила направление и уменьшилась в 2 раза: F' = F / 2 k * (|-4q| * |2q|) / r^2 = (k * |-4q| * |2q|) / 2 * r^2 |-4q| * |2q| = |-4q| * |2q| / 2 (-4q) * (2q) = (-4q) * (2q) / 2 -8q^2 = -4q^2 / 2 -8q^2 = -2q^2 8q^2 = 2q^2 8 = 2 Уравнение не имеет решений, поэтому данный случай невозможен.

Таким образом, в данной задаче нет решений для силы взаимодействия, когда происходит соприкосновение и разведение на прежнее расстояние.