Question

На першій металевій кульці містяться 1,6 * 10¹⁴ надлишкових електронів, а з другої такої самої нейтральної кульки забрали 3,6 * 10¹⁴ електронів. Кульки віддалили одну від одної на відстань 50 см. Визнач заряди та силу взаємодії кульок. Вони відштовхуватимуться чи притягуватимуться?​

Answer 1

Ответ:

q1 = -25,6 мкКл; q2 = 57,6 мкКл; сила взаимодействия равна ≈ 53 Н, шарики притягиваются.

Объяснение:

На первом металлическом шарике содержатся 1,6·10¹⁴ избыточных электронов, а из второго такого же нейтрального шарика забрали 3,6·10¹⁴ электронов. Шарики отдали друг от друга на расстояние 50 см. Определи заряды и силу взаимодействия шариков. Они будут отталкиваться или притягиваться?

Дано:

N₁ = 1,6·10¹⁴

N₂ = 3,6·10¹⁴

r = 50 см = 0,5 м

q₁ - ?

q₂ - ?

F - ?

——————————

Элементарный заряд е = 1,6·10⁻¹⁹ Кл.

Заряд первого шарика будет отрицательным, поскольку в избытке электронов:

q1 = e*N1 = -1,6·10⁻¹⁹ · 1,6·10¹⁴ = -2,56·10⁻⁵ Кл = -25,6 мкКл

Заряд второго шарика будет положительным, поскольку электронов недостаточно:

q2 = e*N2 = 1,6·10⁻¹⁹ · 3,6·10¹⁴ = 5,76·10⁻⁵ Кл = 57,6 мкКл

Шарики будут притягиваться, поскольку заряды разноименные.

$\boxed{F_k = k \dfrac {|q_1||q_2|} {r^2}}$

Расчет силы взаимодействия:

$F_k$ = 9·10⁹ H·м²/Кл² · 2,56·10⁻⁵ Кл · 5,76·10⁻⁵ Кл / (0,5 м)² ≈ 53 Н

#SPJ1

Answer 2

Для визначення зарядів та сили взаємодії між кульками, ми можемо скористатися законом Кулона та формулою для сили електростатичної взаємодії між двома зарядженими тілами.

Заряд першої кульки:

За умовою, на першій металевій кульці містяться 1,6 * 10¹⁴ надлишкових електронів. Кожен електрон має елементарний негативний заряд, який дорівнює елементарному заряду електрона (e) і має величину 1,6 * 10⁻¹⁹ Кл. Тому, заряд першої кульки можна обчислити, помноживши кількість надлишкових електронів на заряд одного електрона:

Заряд першої кульки = (1,6 * 10¹⁴) * (1,6 * 10⁻¹⁹) Кл

Заряд другої кульки:

За умовою, з другої нейтральної кульки забрали 3,6 * 10¹⁴ електронів. Це означає, що заряд другої кульки буде меншим за нуль, оскільки було видалено негативні заряди. Заряд другої кульки можна обчислити так само, як і перший заряд:

Заряд другої кульки = -(3,6 * 10¹⁴) * (1,6 * 10⁻¹⁹) Кл

Сила взаємодії між кульками:

Сила електростатичної взаємодії між двома зарядженими тілами може бути обчислена за допомогою закону Кулона:

Сила = (k * |q₁ * q₂|) / r²

де k - електростатична стала, q₁ та q₂ - заряди кульок, r - відстань між кульками.

Визначимо знак сили взаємодії: Якщо заряди кульок мають однаковий знак, то кульки будуть відштовхуватися одна від одної. Якщо заряди кульок мають протилежний знак, то кульки будуть притягуватися одна до одної.

Враховуючи, що перша кулька має позитивний заряд, а друга - негативний, можна визначити, чи будуть кульки відштовхуватися чи притягуватися.

Відповідь:

- Заряд першої кульки: 2,56 * 10⁻⁵ Кл [[1]] - Заряд другої кульки: -5,76 * 10⁻⁵ Кл [[1]] - Відстань між кульками: 50 см = 0,5 м - Сила взаємодії між кульками: Залежно від знаків зарядів, кульки будуть притягуватися одна до одної.

Примітка: Зазначені значення зарядів та сили взаємодії є приблизними, оскільки вони обчислені на основі наданих умов.