С какой силой взаимодействовали бы две капли воды на расстоянии 1 км, если бы удалось передать одной из капель 1% всех электронов, содержащихся в другой капле, массой 0,03 г?

Физика 10 класс Электрические взаимодействия силы взаимодействия капель воды расстояние 1 км передача электронов капля воды масса 0,03 г физика задачи взаимодействие частиц физика капель воды Новый

Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть несколько этапов. Мы будем использовать закон Кулона для расчета силы взаимодействия между двумя заряженными каплями.

Шаг 1: Определение количества электронов в капле.

Сначала нужно узнать, сколько электронов содержится в капле воды массой 0,03 г. Масса одного электрона составляет примерно 9,11 * 10^-31 кг.

• Сначала найдем количество молекул воды в 0,03 г. Молярная масса воды составляет примерно 18 г/моль. Значит, в 0,03 г содержится:
• Количество молей = 0,03 г / 18 г/моль = 0,00167 моль.
• Количество молекул = 0,00167 моль * 6,022 * 10^23 молекул/моль ≈ 1,01 * 10^21 молекул.
• Каждая молекула воды содержит два атома водорода и один атом кислорода, то есть в одной молекуле 10 электронов. Таким образом, общее количество электронов в капле:
• Общее количество электронов = 1,01 * 10^21 молекул * 10 электронов/молекула ≈ 1,01 * 10^22 электронов.

Шаг 2: Определение количества электронов, переданных одной капле.

Если одной капле передать 1% всех электронов, то:

• Количество переданных электронов = 0,01 * 1,01 * 10^22 ≈ 1,01 * 10^20 электронов.

Шаг 3: Определение заряда, переданного капле.

Заряд одного электрона составляет примерно 1,6 * 10^-19 Кл. Таким образом, общий заряд, переданный капле, будет:

• Заряд = 1,01 * 10^20 электронов * 1,6 * 10^-19 Кл/электрон ≈ 1,62 Кл.

Шаг 4: Применение закона Кулона.

Теперь мы можем использовать закон Кулона для расчета силы взаимодействия между двумя заряженными каплями на расстоянии 1 км. Закон Кулона выглядит следующим образом:

F = k * |q1 * q2| / r^2,

где:

• F - сила взаимодействия;
• k - электрическая постоянная, примерно равная 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл²;
• q1 и q2 - заряды капель (в нашем случае q1 = q2 = 1,62 Кл);
• r - расстояние между каплями (1 км = 1000 м).

Подставим значения в формулу:

• F = 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл² * (1,62 Кл * 1,62 Кл) / (1000 м)².
• F = 8,99 * 10^9 * 2,6244 / 1000000 ≈ 23,6 Н.

Ответ: Сила взаимодействия между двумя каплями воды на расстоянии 1 км составит примерно 23,6 Н.