Давайте рассмотрим каждую из задач по очереди и подробно разберем, как их решать.

Задача 1: Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 40 см друг от друга. Заряд одного из них 6 нКл, а заряд другого 2 нКл. Шарики привели в соприкосновение и вновь раздвинули на такое же расстояние. Определите силы их взаимодействия до и после соприкосновения.

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами:

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

где:

• F - сила взаимодействия;
• k - коэффициент пропорциональности (k ≈ 9 * 10^9 Н·м²/Кл²);
• q1 и q2 - заряды;
• r - расстояние между зарядами.

1. Сначала найдем силу взаимодействия до соприкосновения:
• q1 = 6 нКл = 6 * 10^-9 Кл;
• q2 = 2 нКл = 2 * 10^-9 Кл;
• r = 40 см = 0.4 м;
2. Подставляем значения в формулу:

F1 = (9 * 10^9) * (6 * 10^-9) * (2 * 10^-9) / (0.4)^2.

3. Вычисляем:

F1 = (9 * 10^9) * (12 * 10^-18) / 0.16 = 0.675 Н.

4. Теперь найдем заряды после соприкосновения. Они уравновесились и стали равными:

q = (6 + 2) / 2 = 4 нКл = 4 * 10^-9 Кл.

5. Теперь снова применяем закон Кулона:

F2 = (9 * 10^9) * (4 * 10^-9) * (4 * 10^-9) / (0.4)^2.

6. Вычисляем:

F2 = (9 * 10^9) * (16 * 10^-18) / 0.16 = 0.9 Н.

7. Ответ: до соприкосновения F1 = 0.675 Н, после соприкосновения F2 = 0.9 Н.

Задача 2: На каком расстоянии от точечного заряда 10 нКл, находящегося в воде, напряженность электрического поля будет равна 0,25 Н/Кл?

Напряженность электрического поля E от точечного заряда рассчитывается по формуле:

E = k * |q| / r^2,

где:

• q - заряд;
• r - расстояние от заряда;
• k - коэффициент, который в воде равен примерно 7,2 * 10^9 Н·м²/Кл².

1. Из формулы выразим r:

r = sqrt(k * |q| / E).

2. Подставляем значения:
• q = 10 нКл = 10 * 10^-9 Кл;
• E = 0.25 Н/Кл;
• k = 7.2 * 10^9 Н·м²/Кл².
3. Вычисляем:

r = sqrt((7.2 * 10^9) * (10 * 10^-9) / 0.25).

4. Считаем:

r = sqrt(288 м²) = 16.97 м.

5. Ответ: расстояние r ≈ 16.97 м.

Задача 3: Конденсатор имеет электроемкость C = 40 пФ. Какой заряд находится на каждой из его обкладок, если разность потенциалов между ними равна 5000 В? Ответ дайте в мкКл.

Заряд на обкладках конденсатора можно найти по формуле:

Q = C * U,

где:

• Q - заряд;
• C - электроемкость;
• U - разность потенциалов.

1. Сначала переведем электроемкость в СИ:

C = 40 пФ = 40 * 10^-12 Ф.

2. Разность потенциалов U = 5000 В.
3. Теперь подставим значения в формулу:

Q = (40 * 10^-12) * (5000).

4. Вычисляем:

Q = 200 * 10^-9 Кл = 200 нКл.

5. Переведем в мкКл:

200 нКл = 0.2 мкКл.

6. Ответ: заряд на обкладках Q = 0.2 мкКл.

Теперь вы знаете, как решать эти задачи, и можете применять данный подход к другим аналогичным задачам!