Вопрос: Заряд величиной 4*10 в минус 9 Кл, находящийся в керосине на расстоянии 0,003 м, притягивает второй заряд с силой 2*10 в минус 4 Н. Какова величина второго заряда? Диэлектрическая проницаемость керосина равна 2. Ответ дайте в нКл.

Физика 11 класс Электрические заряды и силы взаимодействия физика 11 класс заряд диэлектрическая проницаемость керосин сила притяжения второй заряд величина заряда формула Кулона нКл электростатика Новый

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

F = k * (|q1 * q2|) / (ε * r^2)

где:

• F — сила взаимодействия между зарядами (в Н).
• k — электростатическая постоянная, равная примерно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл².
• q1 и q2 — величины зарядов (в Кл).
• ε — диэлектрическая проницаемость среды (для вакуума ε0 = 8.85 * 10^-12 Ф/м, а в нашем случае ε = ε0 * диэлектрическая проницаемость керосина).
• r — расстояние между зарядами (в м).

Мы знаем:

• q1 = 4 * 10^-9 Кл
• F = 2 * 10^-4 Н
• r = 0.003 м
• диэлектрическая проницаемость керосина = 2

Сначала найдем диэлектрическую проницаемость среды:

ε = ε0 * диэлектрическая проницаемость керосина

ε = 8.85 * 10^-12 Ф/м * 2 = 1.77 * 10^-11 Ф/м

Теперь подставим все известные значения в формулу закона Кулона и решим уравнение относительно второго заряда q2:

F = (k * |q1 * q2|) / (ε * r^2)

Перепишем уравнение для q2:

|q2| = (F * ε * r^2) / k * |q1|

Подставим известные значения:

|q2| = (2 * 10^-4 Н * 1.77 * 10^-11 Ф/м * (0.003 м)^2) / (8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * 4 * 10^-9 Кл)

Теперь посчитаем:

1. Сначала найдем r^2: (0.003 м)^2 = 0.000009 м^2 = 9 * 10^-6 м^2
2. Теперь подставим это значение: 2 * 10^-4 Н * 1.77 * 10^-11 Ф/м * 9 * 10^-6 м^2 = 3.186 * 10^-20 Н·Ф·м²
3. В знаменателе: 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * 4 * 10^-9 Кл = 3.596 * 10^1 Н·м²/Кл

Теперь подставим эти результаты в формулу для q2:

|q2| = (3.186 * 10^-20) / (3.596 * 10^1)

|q2| ≈ 8.85 * 10^-22 Кл

Теперь переведем это значение в нКл:

|q2| ≈ 8.85 * 10^-22 Кл = 0.0000885 нКл

Таким образом, величина второго заряда составляет примерно 0.0885 нКл.