Похожие вопросы
2025-09-03 00:12:45
Два одинаковых шарика расположены на расстоянии 30 см друг от друга. Один из шариков имеет заряд 9 нКл. Шарики соприкоснулись, а затем их снова раздвинули на такое же расстояние. Какова сила взаимодействия между ними до и после соприкосновения? Пожалуйста, предоставьте данные и решение задачи.
Физика 11 класс Электрическое взаимодействие заряд шариков сила взаимодействия физика 11 класс решение задачи электростатика расстояние 30 см соприкосновение шариков закон Кулона расчет силы электрическое взаимодействие
2025-09-03 00:12:59
Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Формула для расчета силы взаимодействия между двумя зарядами выглядит следующим образом:
F = k * |q1 * q2| / r^2
где:
- F - сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах);
- k - электростатическая постоянная (приблизительно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²);
- q1 и q2 - величины зарядов (в кулонах);
- r - расстояние между зарядами (в метрах).
Теперь давайте рассчитаем силу взаимодействия между шариками до и после соприкосновения.
1. Сила взаимодействия до соприкосновения
Допустим, заряд второго шарика равен 0 нКл (он не заряжен). Тогда:
- q1 = 9 нКл = 9 * 10^-9 Кл
- q2 = 0 нКл = 0 Кл
- r = 30 см = 0.3 м
Теперь подставим значения в формулу:
F = k * |q1 * q2| / r^2
F = 8.99 * 10^9 * |9 * 10^-9 * 0| / (0.3)^2
F = 0 Н
Таким образом, сила взаимодействия между шариками до соприкосновения равна 0 Н.
2. Сила взаимодействия после соприкосновения
Когда шарики соприкасаются, заряды уравниваются. Поскольку они одинаковые, каждый шарик получит заряд:
- q1 = q2 = 9 нКл / 2 = 4.5 нКл = 4.5 * 10^-9 Кл
Теперь снова используем закон Кулона, но уже с новыми значениями зарядов:
- q1 = 4.5 * 10^-9 Кл
- q2 = 4.5 * 10^-9 Кл
- r = 0.3 м
Теперь подставим значения в формулу:
F = k * |q1 * q2| / r^2
F = 8.99 * 10^9 * |4.5 * 10^-9 * 4.5 * 10^-9| / (0.3)^2
F = 8.99 * 10^9 * (20.25 * 10^-18) / 0.09
F = 8.99 * 10^9 * 225 * 10^-18
F = 2.02275 * 10^-6 Н
Таким образом, сила взаимодействия между шариками после соприкосновения составляет примерно 2.02 мкН.
Итог
Сила взаимодействия между шариками:
- До соприкосновения: 0 Н;
- После соприкосновения: 2.02 мкН.