Два одинаковых металлических шарика с равными по модулю, но разноименными зарядами были соединены, а затем снова раздвинуты на прежнее расстояние. Как изменится сила их взаимодействия?

Физика 11 класс Электростатика металлические шарики заряды сила взаимодействия физика 11 класс электростатическое взаимодействие Новый

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим процесс взаимодействия двух заряженных шариков более подробно.

Итак, у нас есть два металлических шарика с равными по модулю, но разноименными зарядами. Обозначим заряды шариков как +Q и -Q. Согласно закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами рассчитывается по формуле:

F = k * |Q1 * Q2| / r²

где:

• F - сила взаимодействия;
• k - электрическая постоянная;
• Q1 и Q2 - заряды шариков;
• r - расстояние между зарядами.

На начальном этапе, когда шарики находятся на расстоянии r, сила их взаимодействия будет равна:

F1 = k * |(+Q) * (-Q)| / r² = k * Q² / r²

Теперь, когда шарики соединяются, они становятся одним проводником, и заряды перераспределяются. Поскольку шарики одинаковые и заряды равны по модулю, после соединения каждый шарик получит заряд:

Q' = 0

Так как сумма зарядов равна нулю (Q + (-Q) = 0), после соединения, когда шарики разъединяются, они больше не имеют заряда. Теперь, когда шарики снова раздвинуты на прежнее расстояние r, их заряды равны нулю:

F2 = k * |0 * 0| / r² = 0

Таким образом, сила взаимодействия между шариками после их соединения и раздвижения на прежнее расстояние становится равной нулю.

В заключение: Сила взаимодействия между двумя шариками изменится с некоторого значения (F1) на ноль (F2) после соединения и раздвижения, так как оба шарика после разъединения не имеют заряда.