Чтобы понять, как изменится сила взаимодействия двух одинаковых шариков, заряженных одноименными знаками, после их соприкосновения и возвращения в прежнее положение, давайте разберем ситуацию по шагам.
- Исходное состояние: У нас есть два шарика, заряженных одноименными знаками (например, оба положительные). Сила взаимодействия между ними определяется законом Кулона, который гласит, что сила взаимодействия F между двумя заряженными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
- F = k * (q1 * q2) / r²,
- где k — коэффициент пропорциональности, q1 и q2 — заряды шариков, r — расстояние между ними.
- Соприкосновение шариков: Когда шарики соприкасаются, они могут передавать заряд друг другу. Так как шарики одинаковые и заряжены одноименными знаками, в момент соприкосновения они будут стремиться разрядиться, и заряд распределится поровну между ними.
- Заряд после соприкосновения: Если изначально каждый шарик имел заряд Q, то после соприкосновения каждый шарик будет иметь заряд Q/2. Это происходит потому, что общий заряд сохраняется, и он равен 2Q (Q + Q), который делится на два шарика.
- Возвращение в прежнее положение: После того как шарики разъединились, у каждого из них будет заряд Q/2. Теперь мы можем рассчитать новую силу взаимодействия между ними:
- F' = k * ((Q/2) * (Q/2)) / r² = k * (Q² / 4) / r² = (1/4) * (k * (Q² / r²)).
- Сравнение сил: Мы видим, что новая сила F' равна одной четвертой начальной силы F. Таким образом, сила взаимодействия между шариками уменьшится в 4 раза после их соприкосновения и возвращения в прежнее положение.
В итоге, после соприкосновения и возвращения в прежнее положение, сила взаимодействия двух одноименно заряженных шариков уменьшится в 4 раза.