Два точечных заряда q1=q2=4 нКл находятся на расстоянии 3 см друг от друга. Какую силу будет испытывать заряд q3=5 нКл, если он расположен на расстоянии 3 см от каждого из этих зарядов?

Физика 11 класс Электрические заряды и силы между ними сила взаимодействия зарядов точечные заряды физика 11 класс закон Кулона электростатика расчет силы расстояние между зарядами заряд q3 электрические силы Новый

Для решения этой задачи нам нужно воспользоваться законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между точечными зарядами. Формула для вычисления силы между двумя зарядами выглядит следующим образом:

F = k * |q1 * q2| / r^2

где:

• F - сила взаимодействия между зарядами;
• k - электрическая постоянная, примерно равная 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²;
• q1 и q2 - значения зарядов;
• r - расстояние между зарядами.

В данной задаче у нас есть три заряда: q1 и q2 по 4 нКл, и q3 равный 5 нКл. Заряды q1 и q2 находятся на расстоянии 3 см друг от друга, а заряд q3 находится на расстоянии 3 см от каждого из них.

Сначала преобразуем все величины в систему СИ:

• q1 = q2 = 4 нКл = 4 * 10^-9 Кл;
• q3 = 5 нКл = 5 * 10^-9 Кл;
• r = 3 см = 0.03 м.

Теперь мы можем рассчитать силу, с которой q3 взаимодействует с q1:

1. Подставим значения в формулу:
2. F13 = k * |q1 * q3| / r^2 = 8.99 * 10^9 * |4 * 10^-9 * 5 * 10^-9| / (0.03)^2.
3. Посчитаем: F13 = 8.99 * 10^9 * (20 * 10^-18) / 0.0009 = 8.99 * 10^9 * 22.22 * 10^-15 = 199.78 * 10^-6 Н = 0.19978 мкН.

Теперь рассчитаем силу, с которой q3 взаимодействует с q2:

1. Сила будет такой же, так как заряды и расстояние одинаковые:
2. F23 = F13 = 0.19978 мкН.

Теперь нам нужно учесть направление сил. Если заряды q1 и q2 положительные, то они отталкивают заряд q3. Силы F13 и F23 направлены в одну сторону, поэтому:

F_total = F13 + F23 = 0.19978 мкН + 0.19978 мкН = 0.39956 мкН.

Таким образом, заряд q3 будет испытывать силу равную примерно 0.4 мкН, направленную в сторону от заряда q1 и q2.