Какова величина двух одинаковых зарядов, если они взаимодействуют в керосине с силой 0,1 Н на расстоянии 10 см, при этом Е0 равно 8,85*10^-12 Ф/м, а для керосина Е равно 2,1?

Физика 11 класс Электрические заряды и их взаимодействие величина зарядов взаимодействие зарядов сила взаимодействия расстояние между зарядами диэлектрическая проницаемость керосин физика 11 класс Новый

Для решения задачи о взаимодействии двух одинаковых зарядов в среде с диэлектрической проницаемостью, нам нужно использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Формула закона Кулона выглядит следующим образом:

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

где:

• F - сила взаимодействия (в данном случае 0,1 Н),
• k - электрическая постоянная, которая определяется как k = 1 / (4 * π * ε), где ε - диэлектрическая проницаемость среды.
• q1 и q2 - величины зарядов (в нашем случае они одинаковы, обозначим их как q),
• r - расстояние между зарядами (в данном случае 10 см = 0,1 м).

Сначала найдем значение электрической постоянной k для керосина. Мы знаем, что:

ε = ε0 * E

где:

• ε0 - электрическая постоянная в вакууме (8,85 * 10^-12 Ф/м),
• E - диэлектрическая проницаемость среды (в данном случае 2,1).

Теперь подставим значения:

ε = 8,85 * 10^-12 Ф/м * 2,1 = 1,8585 * 10^-11 Ф/м

Теперь можем найти k:

k = 1 / (4 * π * ε) = 1 / (4 * π * 1,8585 * 10^-11) ≈ 4,25 * 10^9 Н·м²/Кл²

Теперь подставим все известные значения в формулу закона Кулона:

0,1 = (4,25 * 10^9 * |q|^2) / (0,1)^2

Упрощаем уравнение:

0,1 = (4,25 * 10^9 * |q|^2) / 0,01

Умножим обе стороны на 0,01:

0,1 * 0,01 = 4,25 * 10^9 * |q|^2

0,001 = 4,25 * 10^9 * |q|^2

Теперь решим это уравнение для |q|^2:

|q|^2 = 0,001 / (4,25 * 10^9)

Теперь вычислим |q|:

|q| = √(0,001 / (4,25 * 10^9))

Сначала найдем значение под корнем:

|q| = √(2,3529 * 10^-13) ≈ 1,54 * 10^-7 Кл

Таким образом, величина каждого из зарядов составляет примерно 1,54 * 10^-7 Кл.