Два одинаковых положительных заряда, расположенные на расстоянии 10 мм в вакууме, отталкиваются с силой 0,72 мН. Какова величина этих зарядов?

Физика 11 класс Электрические заряды и силы взаимодействия между ними заряды физика 11 класс закон Кулона отталкивающая сила расстояние между зарядами вычисление зарядов электрические заряды сила взаимодействия Вакуум физические задачи Новый

Для решения задачи 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:

• F - сила взаимодействия между зарядами (в данном случае 0,72 мН = 0,72 * 10^-3 Н);
• k - электрическая постоянная, равная примерно 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл²;
• q1 и q2 - величины зарядов (в нашем случае они одинаковы, обозначим их как q);
• r - расстояние между зарядами (в данном случае 10 мм = 10 * 10^-3 м).

Подставим известные значения в формулу:

1. Сначала преобразуем силу:

F = 0,72 мН = 0,72 * 10^-3 Н = 7,2 * 10^-4 Н

2. Теперь подставим в формулу:

7,2 * 10^-4 = 8,99 * 10^9 * (q * q) / (10 * 10^-3)^2

3. Упростим выражение:

7,2 * 10^-4 = 8,99 * 10^9 * (q^2) / (100 * 10^-6)

4. Перепишем уравнение:

7,2 * 10^-4 = 8,99 * 10^9 * (q^2) / (1 * 10^-4)

5. Умножим обе стороны на 1 * 10^-4:

7,2 * 10^-4 * 1 * 10^-4 = 8,99 * 10^9 * q^2

6. Это даст:

7,2 * 10^-8 = 8,99 * 10^9 * q^2

7. Теперь выразим q^2:

q^2 = 7,2 * 10^-8 / (8,99 * 10^9)

8. Посчитаем значение:

q^2 ≈ 8,00 * 10^-18

9. Теперь найдём q, взяв квадратный корень:

q ≈ √(8,00 * 10^-18) ≈ 2,83 * 10^-9 Кл.

Таким образом, величина каждого из зарядов составляет примерно 2,83 нКл.