Question

Дві віддалені одна від одної на велину відстань металеві кулі з радіусами r= 5 см і r= 10см. Заряджені зарядами q1=10^-9 Кл, q2=-2*10^-9 Кл відповідно, зʼєднують тонкою дротиною. Який заряд пройде при цьому по проводу?

Answer 1

Для розв'язання цього завдання ми можемо скористатися законом Кулона, який визначає силу взаємодії між двома зарядженими тілами. Закон Кулона формулюється так:

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

де F - сила взаємодії між зарядженими тілами, k - електростатична стала (k = 9 * 10^9 N*m^2/C^2), q1 та q2 - заряди тіл, а r - відстань між ними.

У нашому випадку, ми маємо дві металеві кулі з радіусами r1 = 5 см та r2 = 10 см, заряджені зарядами q1 = 10^-9 Кл та q2 = -2 * 10^-9 Кл відповідно. Ми з'єднуємо їх тонкою дротиною і хочемо знати, який заряд пройде по проводу.

Для розв'язання цього завдання, нам потрібно визначити силу взаємодії між цими зарядженими кулями та використати закон збереження заряду.

Визначення сили взаємодії між кулями

За допомогою закону Кулона, ми можемо визначити силу взаємодії між цими кулями. Підставимо дані в формулу:

F = (9 * 10^9 N*m^2/C^2) * ((10^-9 Кл) * (2 * 10^-9 Кл)) / (r^2)

де r - відстань між цими кулями.

Закон збереження заряду

Згідно з законом збереження заряду, сумарний заряд системи після з'єднання куль повинен залишатися незмінним. Тому, заряд, який пройде по проводу, буде рівним сумі зарядів куль:

q = |q1| + |q2|

Розв'язок

Для визначення заряду, який пройде по проводу, ми повинні визначити силу взаємодії між кулями та сумарний заряд системи.

За допомогою формули для сили взаємодії між кулями та враховуючи, що відстань між ними дорівнює сумі їх радіусів (r = r1 + r2), ми можемо обчислити силу взаємодії:

F = (9 * 10^9 N*m^2/C^2) * ((10^-9 Кл) * (2 * 10^-9 Кл)) / ((5 см + 10 см)^2)

Обчисливши силу взаємодії, ми можемо використати закон збереження заряду, щоб визначити заряд, який пройде по проводу:

q = |10^-9 Кл| + |2 * 10^-9 Кл|

Зауважте, що знаки зарядів використовуються для визначення сумарного заряду.

Округливши значення до відповідної точності, ми отримаємо відповідь на поставлене питання.