Два одинаковых металлических шарика с зарядами - 15 нКл и - 75 нКл были соединены, а затем раздвинуты на расстояние 40 см. Какова будет сила электростатического взаимодействия между этими шариками после того, как они соприкоснулись? Помогите, пожалуйста!
Физика11 классЭлектростатикаэлектростатическое взаимодействиеметаллические шарикизарядысила взаимодействияфизика 11 классзакон Кулонарасстояние 40 см
Для решения этой задачи, давайте рассмотрим шаги, которые необходимо выполнить.
Когда два заряда соединяются, их заряды складываются. В нашем случае:
Общий заряд Q будет равен:
Q = -15 нКл + (-75 нКл) = -90 нКл.
Поскольку шарики одинаковые, заряд распределится поровну:
Q1 = Q2 = Q / 2 = -90 нКл / 2 = -45 нКл.
Сила взаимодействия между двумя зарядами рассчитывается по формуле Кулона:
F = k * |Q1 * Q2| / r²,
где:
Подставим известные значения:
Теперь подставим в формулу:
F = (8.99 * 10^9) * |(-45 * 10^(-9)) * (-45 * 10^(-9))| / (0.4)².
Сначала найдем произведение зарядов:
|(-45 * 10^(-9)) * (-45 * 10^(-9))| = 2025 * 10^(-18) Кл².
Теперь подставим это значение в формулу:
F = (8.99 * 10^9) * (2025 * 10^(-18)) / (0.4)².
Сначала найдем (0.4)² = 0.16.
Теперь подставим:
F = (8.99 * 10^9) * (2025 * 10^(-18)) / 0.16.
Вычисляем:
F ≈ 112.5 * 10^(-6) Н = 112.5 мкН.
Ответ: Сила электростатического взаимодействия между шариками после соединения и раздвижения составит примерно 112.5 мкН.