Question

Два одинаковых медных шара имели заряды -9,3·10⁻⁹Кл и +1,3·10⁻⁹Кл.Шары столкнули и раздвинули на расстояние 2 см.С какой силой они взаимодействуют?Какое число избыточных электронов на каждом из них после столкновения?Решить ПОЛНОСТЬЮ!

Answer 1

Дано q1=-9,3*10^-9 Кл       q2=+1,3*10^-9 Кл F- ?  N- ?

по закону сохранения зарядо Q1=Q2=(q1+q2)/2=(-9,3+1,3)*10^-9/2=-4*10^-9 Кл
такие заряды будут на каждом шаре после прикосновения 

по закону Кулона F=k*Q1*Q2/R^2=9*10^9*4*10^-9*4*10^-9/4*10^-4=36*10^-5 Н

Любой заряд вычисляется по форуле Q=e*N

N=Q/e=4*10^-9/1,6*10^-19=2,5*10^10

Ответ F=3,6*10^-4 Н  N=2,5*10^10

Answer 2

После столкновения заряд каждого стал равен
q=(q1+q2)/2=(-9,3·10⁻⁹  +1,3·10⁻⁹)/2 Кл = -4·10⁻⁹ Кл = n*e
n - число избыточных электронов на каждом из шаров
e=-1,6·10^(-19) Кл
n=q/e=-4·10⁻⁹ Кл /-1,6·10^(-19) Кл = 2,5E+09

сила взаимодействия
F=k*q*q/r^2= 8,987*10^9*(4*10^(-9))^2/(0,02)^2 H= 0,000 359 Н = 0,359 мН ~ = 0,36 мН

Answer 3

Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона о взаимодействии зарядов. Сила взаимодействия между двумя зарядами определяется по формуле:

F = (k * |q₁ * q₂|) / r²,

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (k = 9 * 10⁹ Н * м² / Кл²), q₁ и q₂ - заряды шаров, r - расстояние между шарами.

Для нахождения силы взаимодействия подставим данные в формулу:

F = (9 * 10⁹ * |-9,3 * 10⁻⁹ * 1,3 * 10⁻⁹|) / (0,02)² F = (9 * 10⁹ * 12,09 * 10⁻¹⁸) / 0,0004 F = 108,81 * 10⁻⁹ / 0,0004 F = 272,025 * 10⁻⁹ F = 2,72025 * 10⁻⁷ Н

Таким образом, сила взаимодействия между шарами составляет 2,72025 * 10⁻⁷ Н.

Чтобы найти число избыточных электронов на каждом из шаров, мы можем использовать формулу:

q = e * n,

где q - заряд, e - элементарный заряд (e = 1,6 * 10⁻¹⁹ Кл), n - число избыточных электронов.

Для первого шара:

-9,3 * 10⁻⁹ = 1,6 * 10⁻¹⁹ * n₁ n₁ = -9,3 * 10⁻⁹ / (1,6 * 10⁻¹⁹) n₁ = -5,8125 * 10¹⁰ электронов

Для второго шара:

1,3 * 10⁻⁹ = 1,6 * 10⁻¹⁹ * n₂ n₂ = 1,3 * 10⁻⁹ / (1,6 * 10⁻¹⁹) n₂ = 8,125 * 10¹⁰ электронов

Таким образом, после столкновения на первом шаре будет избыточное количество электронов равное -5,8125 * 10¹⁰, а на втором шаре - 8,125 * 10¹⁰.