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!

Физика 11 класс Электростатика электростатическое взаимодействие металлические шарики заряды сила взаимодействия физика 11 класс закон Кулона расстояние 40 см Новый

Для решения этой задачи, давайте рассмотрим шаги, которые необходимо выполнить.

1. Определим общий заряд шариков после соединения.

   Когда два заряда соединяются, их заряды складываются. В нашем случае:

   • Первый шарик имеет заряд -15 нКл.
   • Второй шарик имеет заряд -75 нКл.

   Общий заряд Q будет равен:

   Q = -15 нКл + (-75 нКл) = -90 нКл.

2. Распределим заряд по двум шарикам.

   Поскольку шарики одинаковые, заряд распределится поровну:

   Q1 = Q2 = Q / 2 = -90 нКл / 2 = -45 нКл.

3. Определим силу электростатического взаимодействия.

   Сила взаимодействия между двумя зарядами рассчитывается по формуле Кулона:

   F = k * |Q1 * Q2| / r²,

   где:

   • F - сила взаимодействия;
   • k - электрическая постоянная (k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²);
   • Q1 и Q2 - заряды шариков;
   • r - расстояние между ними.

   Подставим известные значения:

   • Q1 = -45 нКл = -45 * 10^(-9) Кл;
   • Q2 = -45 нКл = -45 * 10^(-9) Кл;
   • r = 40 см = 0.4 м.

   Теперь подставим в формулу:

   F = (8.99 * 10^9) * |(-45 * 10^(-9)) * (-45 * 10^(-9))| / (0.4)².

4. Выполним вычисления.

   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.