Question

С какой силой взаимодействуют два точечных заряда I, 1х10^(-5) и 0,65х10^(-7) Кл в вакууме на расстоянии 28см? Насколько ближе их следует поместить в воде, чтобы сила взаимодействия оставалась прежней?

Answer 1

Сила взаимодействия:
F=k*|q1|*|q2|/r^2
F=0,075Н=75мН
Ответ на второй вопрос:
F1=F2
k|q1|*|q2|/(r1)^2=k|q1|*|q2|/(ε*(r2)^2)
r2=r1/(ε)^1/2
r2=3см

Answer 2

Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами в вакууме определяется законом Кулона. Формула для расчета этой силы выглядит следующим образом: F = k * (q1 * q2) / r^2 где: F - сила взаимодействия между зарядами, k - электростатическая постоянная, приближенное значение которой в вакууме равно 8.99 * 10^9 Н*м^2/Кл^2, q1 и q2 - заряды, в данном случае, 1х10^(-5) Кл и 0,65х10^(-7) Кл соответственно, r - расстояние между зарядами, в данном случае, 28 см, что равно 0,28 м. Теперь мы можем рассчитать силу взаимодействия вакууме: F_vacuum = (8.99 * 10^9) * (1х10^(-5)) * (0,65х10^(-7)) / (0,28)^2 F_vacuum ≈ 1.01 Н Теперь, чтобы определить, на сколько ближе следует поместить заряды в воде, чтобы сила взаимодействия оставалась прежней, мы можем использовать тот факт, что в воде сила взаимодействия будет меньше из-за диэлектрической проницаемости вещества. Диэлектрическая проницаемость воды составляет около 78.5. Формула для силы взаимодействия в воде будет следующей: F_water = (k * ε) * (q1 * q2) / r^2 где ε - диэлектрическая проницаемость. Чтобы сила взаимодействия оставалась прежней, мы можем использовать соотношение: F_vacuum = F_water Теперь давайте рассчитаем, насколько ближе нужно приблизить заряды в воде: (8.99 * 10^9 * 78.5) * (1х10^(-5)) * (0,65х10^(-7)) / (r^2) = 1.01 Теперь найдем r: r^2 = (8.99 * 10^9 * 78.5) * (1х10^(-5)) * (0,65х10^(-7)) / 1.01 r ≈ 0.42 м Таким образом, чтобы сила взаимодействия оставалась прежней в воде, заряды следует приблизить друг к другу на расстояние около 42 см (0,42 м).