Как изменится сила взаимодействия между двумя маленькими одинаковыми заряженными шариками с зарядами 4 мкКл и -2 мкКл, если их сначала соединить, а затем снова развести на расстояние 20 см? Ответ запишите в мН.

Физика 8 класс Электрические заряды и силы взаимодействия между ними сила взаимодействия заряженные шарики расстояние 20 см изменение силы физика 8 класс Новый

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте разберем его по шагам.

Шаг 1: Определение начальных условий

У нас есть два заряженных шарика:

• Первый шарик имеет заряд 4 мкКл (микрокулона).
• Второй шарик имеет заряд -2 мкКл.

Шаг 2: Соединение шариков

Когда два заряда соединяются, они делят заряд. В данном случае, если мы соединим два шарика, общий заряд будет равен:

Q = 4 мкКл + (-2 мкКл) = 2 мкКл.

После соединения заряды распределятся поровну, так как шарики одинаковые. Таким образом, каждый шарик получит заряд:

Q_1 = Q_2 = Q/2 = 2 мкКл / 2 = 1 мкКл.

Шаг 3: Расчет силы взаимодействия после соединения

Теперь, когда мы разделили заряды, мы можем рассчитать силу взаимодействия между шариками, используя закон Кулона:

F = k * |Q_1 * Q_2| / r^2,

где:

• k = 9 * 10^9 Н м²/Кл² (константа Кулона),
• Q_1 = 1 мкКл = 1 * 10^-6 Кл,
• Q_2 = 1 мкКл = 1 * 10^-6 Кл,
• r = 0.2 м (20 см).

Подставляем значения:

F = 9 * 10^9 * |(1 * 10^-6) * (1 * 10^-6)| / (0.2)^2.

F = 9 * 10^9 * (1 * 10^-12) / 0.04.

F = 9 * 10^9 * 25 * 10^-12.

F = 225 мН.

Шаг 4: Сравнение с первоначальной силой взаимодействия

Теперь давайте рассчитаем силу взаимодействия между первоначальными зарядами (4 мкКл и -2 мкКл) на расстоянии 20 см:

F_initial = k * |Q_1 * Q_2| / r^2,

где:

• Q_1 = 4 мкКл = 4 * 10^-6 Кл,
• Q_2 = -2 мкКл = -2 * 10^-6 Кл.

Подставляем значения:

F_initial = 9 * 10^9 * |(4 * 10^-6) * (-2 * 10^-6)| / (0.2)^2.

F_initial = 9 * 10^9 * (8 * 10^-12) / 0.04.

F_initial = 9 * 10^9 * 200 * 10^-12.

F_initial = 1800 мН.

Шаг 5: Вывод

Таким образом, после соединения и разделения зарядов, сила взаимодействия между шариками изменится с 1800 мН до 225 мН.