Как можно определить величину двух зарядов, если один из них в 3 раза больше другого, и они находятся на расстоянии 30 см друг от друга, взаимодействуя с силой 30 Н?

ПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА, СРОЧНО!

Физика 11 класс Электрические заряды и закон Кулона определение зарядов величина зарядов сила взаимодействия расстояние между зарядами физика 11 класс Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона формулируется следующим образом:

F = k * |q1 * q2| / r²

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).

В нашей задаче известно, что:

• Один заряд в 3 раза больше другого, т.е. q2 = 3 * q1;
• Расстояние между зарядами r = 30 см = 0.3 м;
• Сила взаимодействия F = 30 Н.

Теперь подставим известные значения в формулу закона Кулона:

1. Подставим q2 в формулу:

F = k * |q1 * (3 * q1)| / r²

2. Упростим выражение:

F = k * |3 * q1²| / r²

3. Теперь подставим известные значения:

30 = (8.99 * 10^9) * (3 * q1²) / (0.3)²

4. Решим это уравнение для q1²:

30 = (8.99 * 10^9) * (3 * q1²) / 0.09

5. Умножим обе стороны на 0.09:

30 * 0.09 = 8.99 * 10^9 * 3 * q1²

2.7 = 26.97 * 10^9 * q1²

6. Теперь выразим q1²:

q1² = 2.7 / (26.97 * 10^9)

7. Вычислим q1:

q1 = √(2.7 / (26.97 * 10^9))

q1 ≈ √(1 * 10^-10) = 1 * 10^-5 Кл

8. Теперь найдем q2:

q2 = 3 * q1 ≈ 3 * 1 * 10^-5 = 3 * 10^-5 Кл

Таким образом, величины зарядов составляют:

• q1 ≈ 1 * 10^-5 Кл
• q2 ≈ 3 * 10^-5 Кл