Question

Дві одинакові кульки, що мають заряди 3 мкКл і 6 мкКл торкаються одна до одної і розходяться на відстань 6 см. Визначити заряди кульок після зіткнення і силу взаємодії до зіткнення.

Answer 1

При зіткненні кульок їх заряди перерозподіляться таким чином, що кожна кулька матиме однаковий заряд. Нехай після зіткнення заряд кожної кульки становить Q. Тоді за законом збереження заряду маємо:

Q + Q = 3 мкКл + 6 мкКл

Звідси отримуємо Q = 4,5 мкКл.

Сила взаємодії між кульками до зіткнення може бути визначена за законом Кулона:

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

де k - коефіцієнт Кулона, q1 та q2 - заряди кульок, r - відстань між кульками.

Якщо кульки торкалися одна до одної, то їх відстань до зіткнення була рівна сумі їх радіусів, тобто r = 2см = 0,02 м. Тоді сила взаємодії до зіткнення дорівнює:

F = k * (3 мкКл * 6 мкКл) / (0,02 м)^2 ≈ 2,7 Н.

Після зіткнення кульки віддаляться одна від одної на відстань d = 6 см = 0,06 м. Сила взаємодії між кульками після зіткнення може бути визначена так само за законом Кулона зі зміненими зарядами та відстанню:

F' = k * (Q * Q) / d^2 ≈ 0,68 Н.

Отже, після зіткнення кульки матимуть заряд 4,5 мкКл, а сила їх взаємодії становитиме близько 0,68 Н.

Answer 2

Після зіткнення кульок, їх заряди можна визначити за допомогою закону збереження заряду. Згідно з цим законом, сума зарядів до зіткнення повинна дорівнювати сумі зарядів після зіткнення.

Нехай заряд першої кульки дорівнює Q1, а заряд другої кульки дорівнює Q2. За законом збереження заряду, маємо рівняння:

Q1 + Q2 = 3 мкКл + 6 мкКл

Також, після зіткнення кульок, вони розходяться на відстань 6 см. Сила взаємодії між кульками може бути визначена за допомогою закону Кулона. Згідно з цим законом, сила взаємодії між двома зарядженими тілами пропорційна добутку їх зарядів і обернено пропорційна квадрату відстані між ними.

Таким чином, сила взаємодії між кульками до зіткнення може бути визначена за формулою:

F = k * (Q1 * Q2) / r^2

де F - сила взаємодії, k - електростатична стала (приблизно 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), Q1 та Q2 - заряди кульок, r - відстань між кульками.

Після зіткнення, сила взаємодії між кульками стає нульовою, оскільки вони розходяться. Тому, можемо записати рівняння:

k * (Q1 * Q2) / (0.06)^2 = 0

З цього рівняння можна визначити заряди кульок після зіткнення.

За допомогою математичних розрахунків, можна знайти, що Q1 = -2 мкКл і Q2 = 5 мкКл.

Таким чином, заряд першої кульки після зіткнення дорівнює -2 мкКл, а заряд другої кульки дорівнює 5 мкКл.

Сила взаємодії між кульками до зіткнення може бути визначена за формулою, яку я вже навів вище. Замінивши значення зарядів та відстані в цій формулі, можна обчислити силу взаємодії до зіткнення.

F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (3 мкКл * 6 мкКл) / (0.06 м)^2

Після розрахунків, отримуємо, що сила взаємодії до зіткнення дорівнює 270 Н.

Зазначу, що ці відповіді були отримані на основі пошукових результатів та використання відповідних формул. Будь ласка, перевірте їх самостійно, щоб бути впевненими в їх точності.