Каков первый заряд, если модуль силы электростатического отталкивания двух точечных зарядов в вакууме на расстоянии 8 см друг от друга составляет 90 мкН, а второй заряд равен +16 нКл?

Физика 11 класс Электростатика первый заряд сила электростатического отталкивания точечные заряды расстояние 8 см второй заряд 16 нКл Новый

Ответ:

Первый заряд равен +45 нКл.

Объяснение:

Для решения этой задачи воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами:

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

Где:

• F — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
• k — коэффициент пропорциональности, равный 9 * 10^9 Н·м²/Кл² для вакуума,
• q1 и q2 — значения зарядов (в кулонах),
• r — расстояние между зарядами (в метрах).

Нам даны следующие величины:

• F = 90 мкН = 90 * 10^(-6) Н,
• q2 = +16 нКл = 16 * 10^(-9) Кл,
• r = 8 см = 0,08 м.

Нужно найти q1. Подставим известные значения в формулу закона Кулона и решим уравнение относительно q1:

1. Подставим значения в формулу: 90 * 10^(-6) = 9 * 10^9 * |q1 * 16 * 10^(-9)| / (0,08)^2.
2. Переносим все известные множители на одну сторону уравнения: |q1 * 16 * 10^(-9)| = (90 * 10^(-6) * (0,08)^2) / (9 * 10^9).
3. Вычисляем правую часть: |q1 * 16 * 10^(-9)| = (90 * 10^(-6) * 0,0064) / 9 * 10^9 = 6,4 * 10^(-15).
4. Решаем уравнение относительно q1: |q1| = 6,4 * 10^(-15) / 16 * 10^(-9) = 0,4 * 10^(-6) = 4,0 * 10^(-7) Кл.
5. Преобразуем в нКл: |q1| = 4,0 * 10^(-7) Кл = 40 нКл.

Таким образом, первый заряд равен +45 нКл. Мы предполагаем положительное значение, так как в условии сказано о силе отталкивания, значит заряды одноименные.