Question

Дві абсолютно однакові провідні кульки мали заряди +8q і -4q. Як зміниться сила їх взаємодії, якщо їх доторкнути та розʼєднати на попередню відстань? 100 БАЛОВ

Answer 1

Ответ:

При дотику кульок їх заряди зійдуться, і в результаті кожна з кульок буде мати заряд +2q. Згідно із законом Кулона, сила взаємодії між двома зарядами залежить від їх величини та відстані між ними.

Тому, коли кульки мали заряди +8q і -4q, сила їх взаємодії дорівнювала:

F1 = k * (8q) * (-4q) / d^2,

де k - коефіцієнт пропорційності, d - відстань між кульками.

Після того, як кульки доторкнулися та їх заряди стали дорівнювати +2q кожній, сила їх взаємодії буде:

F2 = k * (2q) * (2q) / d^2.

Зауважимо, що відстань між кульками залишиться такою ж самою, оскільки вони не рухались.

Отже, зміна сили взаємодії буде визначатися відношенням сил до зарядів, тобто:

F2 / F1 = (k * (2q) * (2q) / d^2) / (k * (8q) * (-4q) / d^2) = 1/8.

Отже, сила взаємодії між кульками після дотику буде меншою в 8 разів, ніж до дотику. Тобто, F2 = F1 / 8.

Answer 2

Коли дві провідні кульки мають однаковий заряд, але з протилежними знаками (+8q і -4q), їх сила взаємодії залежить від відстані між ними. Щоб визначити, як зміниться сила їх взаємодії, якщо їх доторкнути та роз'єднати на попередню відстань, потрібно врахувати закон Кулона.

Закон Кулона

Закон Кулона стверджує, що сила взаємодії між двома точковими зарядами пропорційна добутку їх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Формула для обчислення сили взаємодії між двома зарядами виглядає так:

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

де: - F - сила взаємодії між зарядами, - k - електростатична константа (k ≈ 9 * 10^9 Nm^2/C^2), - q1 та q2 - заряди кульок, - r - відстань між кульками.

Зміна сили взаємодії при дотику

Коли дві кульки доторкаються одна до одної, їх заряди змішуються. У цьому випадку, заряди кульок зсуваються до середнього значення, тобто до 0. Значить, після дотику, обидві кульки матимуть заряд 0.

Отже, сила взаємодії між ними після дотику буде дорівнювати 0.

Зміна сили взаємодії при роз'єднанні на попередню відстань

Якщо після дотику кульки роз'єднати на попередню відстань, то їх заряди залишаться незмінними (+8q і -4q). Застосовуючи закон Кулона, можна обчислити силу взаємодії між ними.

Зауважте, що сила взаємодії залежить від квадрату відстані між кульками. Тому, якщо кульки роз'єднати на попередню відстань, сила взаємодії між ними залишиться незмінною.

Таким чином, сила взаємодії між кульками після роз'єднання на попередню відстань буде такою ж, як і до дотику.

Висновок

- Після дотику дві кульки з однаковими, але протилежними зарядами (+8q і -4q) матимуть заряд 0, тому сила їх взаємодії буде дорівнювати 0. - Після роз'єднання на попередню відстань, сила взаємодії між кульками залишиться такою ж, як і до дотику.

Будь ласка, зверніть увагу, що ця відповідь базується на загальних принципах фізики та законів Кулона.