Каковы силы, действующие на каждый из трех зарядов: q1 = 5 нКл, q2 = -1 нКл и q3 = 2 нКл, если они расположены на одной прямой, причем q2 находится между q1 и q3, а расстояние между зарядами составляет 3 см и 3 см?
Физика10 классЭлектрические заряды и силы взаимодействия между нимисилызарядыq1q2q3физикаэлектростатикарасстояниевзаимодействиезакон Кулона
Для решения данной задачи нам необходимо рассмотреть взаимодействие между зарядами. Мы будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона формулируется следующим образом:
F = k * |q1 * q2| / r^2
где:
Исходя из условия задачи, у нас есть три заряда:
Расстояние между зарядами составляет 3 см (0.03 м) между q1 и q2, а также 3 см между q2 и q3.
Теперь мы можем рассчитать силы, действующие на каждый из зарядов:
Поскольку q1 положительный, а q2 отрицательный, сила будет направлена от q1 к q2.
Оба заряда q1 и q3 положительные, поэтому сила будет отталкивающей и направлена от q1 к q3.
Сила будет притягивающей, направлена от q2 к q1.
Сила будет отталкивающей, направлена от q2 к q3.
Сила будет притягивающей, направлена от q3 к q2.
Сила будет отталкивающей, направлена от q3 к q1.
Теперь давайте вычислим величины этих сил:
F12 = k * |q1 * q2| / r^2 = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * |5 * 10^-9 Кл * (-1 * 10^-9 Кл)| / (0.03 м)^2
После вычислений мы получим значение силы F12.
F23 = k * |q2 * q3| / r^2 = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * |(-1 * 10^-9 Кл * 2 * 10^-9 Кл)| / (0.03 м)^2
После вычислений мы получим значение силы F23.
F13 = k * |q1 * q3| / r^2 = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * |5 * 10^-9 Кл * 2 * 10^-9 Кл| / (0.06 м)^2
Здесь расстояние между q1 и q3 равно 6 см (0.06 м),так как они расположены на одной прямой.
После вычислений мы получим значение силы F13.
Таким образом, у нас есть все необходимые силы, действующие на каждый из зарядов. Не забывайте учитывать направление этих сил при составлении окончательной схемы взаимодействия.