Как изменится сила взаимодействия двух одинаковых маленьких металлических шариков с разноименными зарядами 2q и -4q, если их соединить и затем развести на начальное расстояние?

Физика 11 класс Электрические заряды и их взаимодействие сила взаимодействия металлические шарики разноименные заряды соединение шариков изменение силы физика 11 класс электрические заряды взаимодействие зарядов Новый

Для того чтобы понять, как изменится сила взаимодействия двух металлических шариков с разноименными зарядами 2q и -4q, сначала рассмотрим, как будет происходить процесс их соединения и последующего разведения.

Шаг 1: Определение начальных зарядов

• У нас есть два шарика: первый с зарядом 2q, второй с зарядом -4q.

Шаг 2: Соединение шариков

• Когда два проводника соединяются, их заряды перераспределяются. В данном случае, общая зарядовая сумма будет равна:
• Q = 2q + (-4q) = -2q.
• После соединения, общий заряд -2q распределится между двумя одинаковыми шариками.
• Так как они одинаковые, заряд на каждом шарике будет равен:
• Q1 = Q2 = -2q / 2 = -q.

Шаг 3: Разведение шариков

• Теперь, когда шарики разведены на начальное расстояние, у каждого из них будет заряд -q.
• Сила взаимодействия между двумя зарядами вычисляется по закону Кулона:
• F = k * |Q1 * Q2| / r^2, где k - коэффициент пропорциональности (константа Кулона), r - расстояние между зарядами.
• Подставляя значения, получаем:
• F = k * |-q * -q| / r^2 = k * q^2 / r^2.

Шаг 4: Сравнение сил взаимодействия

• Теперь сравним это с первоначальной силой взаимодействия между шариками до их соединения:
• F_initial = k * |2q * -4q| / r^2 = k * 8q^2 / r^2.
• Таким образом, первоначальная сила взаимодействия была:
• F_initial = 8k * q^2 / r^2.

Шаг 5: Заключение

• После соединения и разведения шариков, сила взаимодействия уменьшилась с 8k * q^2 / r^2 до k * q^2 / r^2.
• Следовательно, сила взаимодействия двух шариков с зарядами 2q и -4q после соединения и разведения уменьшится в 8 раз.

Таким образом, ответ на ваш вопрос: сила взаимодействия уменьшится в 8 раз.