Question

Два металлических шарика имеющие одинаковые отрицательные заряды, взаимодействуют между собой силой 2,5 мкН на расстоянии 24 см сколько лишних электронов имеется в каждом шарике? пожалуйста кто знает помогите ​

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

F - 2,5 мкН = 2,5* 10^-6 H

R = 24см  =0,24м

N-?

Согласно закону Кулона сила взаимодействия между зарядами прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Так как заряды шариков одинаковы, то имеем:

F= kq^2/r^2   где k – коэффициент пропорциональности, равный 9·10^9 Н·м2/Кл2. q – это модуль (абсолютная величина) заряда шариков.

Любой заряд содержит в себе целое число элементарных зарядов (то есть зарядов электрона), поэтому:

q=N*e   где e= 1,6·10^-19 Кл абсолютная величина заряда электрона, тогда

F= kN^2e^2/r^2 отсюда  следует ,число избыточных электронов N равно:

N=( r/e)*√F/k = (0,24/ 1,6·10^-19)*√(2,5* 10^-6)/9·10^9 =(1,5*10^18)*16,67= 2,5*10^19                                    

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать закон Кулона, который устанавливает зависимость силы электростатического взаимодействия между двумя заряженными телами от величины их зарядов и расстояния между ними.

Согласно закону Кулона, сила электростатического взаимодействия между двумя заряженными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:

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

где F - сила взаимодействия, k - электростатическая постоянная, q1 и q2 - заряды тел, r - расстояние между ними.

В данной задаче сила электростатического взаимодействия равна 2,5 мкН (2,5 * 10^-6 Н), а расстояние между шариками равно 24 см (0,24 м).

Так как оба шарика имеют одинаковые отрицательные заряды, можно сказать, что заряд q1 на первом шарике равен заряду q2 на втором шарике. Обозначим этот заряд через q.

Теперь подставим известные значения в формулу:

2,5 * 10^-6 Н = k * (q * q) / (0,24)^2,

где k = 9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2 - значение электростатической постоянной.

Подставляя значения, получаем:

2,5 * 10^-6 = (9 * 10^9) * (q^2) / (0,24)^2.

После преобразований получаем:

q^2 = (2,5 * 10^-6 * 0,24)^2 / (9 * 10^9),

q^2 = 1,44 * 10^-12 / 6,75 * 10^18,

q^2 = 2,133 * 10^-31.

Извлекаем квадратный корень:

q = ±1,46 * 10^-16 Кл.

Каждый шарик имеет заряд модулем 1,46 * 10^-16 Кл.

Так как заряд электрона qe = -1,6 * 10^-19 Кл, найдем, сколько электронов содержится в каждом шарике:

n = q / qe = (1,46 * 10^-16) / (1,6 * 10^-19),

n ≈ 9,125 * 10^2.

Таким образом, в каждом шарике имеется около 912,5 электронов.