2025-02-18 06:58:35
Какова сила взаимодействия двух одинаковых металлических шариков с зарядами -6 нКл и 10 нКл до и после их соприкосновения, если они были раздвинуты на расстояние 4 см? Используйте значение k=9 *10^9 Нм²/Кл² и запишите ответ в мкН.
Физика8 классЭлектрические заряды и взаимодействие между нимисила взаимодействияметаллические шарикизарядырасстояние 4 смзначение kфизика 8 классрасчет силы взаимодействия
2025-07-19 07:49:58
Для решения этой задачи нам нужно сначала определить силу взаимодействия между двумя заряженными шариками до их соприкосновения, а затем после соприкосновения, когда заряды перераспределяются.
Шаг 1: Рассчитаем силу взаимодействия до соприкосновения.
- Заряд первого шарика, q1 = -6 нКл = -6 * 10^-9 Кл.
- Заряд второго шарика, q2 = 10 нКл = 10 * 10^-9 Кл.
- Расстояние между шариками, r = 4 см = 0.04 м.
- Используем формулу для силы взаимодействия между зарядами: F = k * |q1 * q2| / r².
- Подставим значения: F = 9 * 10^9 Нм²/Кл² * |-6 * 10^-9 Кл * 10 * 10^-9 Кл| / (0.04 м)².
- Вычислим: F = 9 * 10^9 * 60 * 10^-18 / 0.0016 = 9 * 60 * 10^-9 / 0.0016 = 540 * 10^-9 / 0.0016 = 337.5 * 10^-6 Н = 337.5 мкН.
Таким образом, сила взаимодействия до соприкосновения составляет 337.5 мкН.
Шаг 2: Рассчитаем силу взаимодействия после соприкосновения.
- При соприкосновении шарики перераспределяют свои заряды, и общий заряд делится поровну.
- Общий заряд: Q = q1 + q2 = -6 нКл + 10 нКл = 4 нКл.
- После соприкосновения каждый шарик получит заряд: q' = Q / 2 = 4 нКл / 2 = 2 нКл = 2 * 10^-9 Кл.
- Теперь рассчитаем силу взаимодействия с новыми зарядами: F' = k * |q' * q'| / r².
- Подставим значения: F' = 9 * 10^9 Нм²/Кл² * |2 * 10^-9 Кл * 2 * 10^-9 Кл| / (0.04 м)².
- Вычислим: F' = 9 * 10^9 * 4 * 10^-18 / 0.0016 = 9 * 4 * 10^-9 / 0.0016 = 36 * 10^-9 / 0.0016 = 22.5 * 10^-6 Н = 22.5 мкН.
Таким образом, сила взаимодействия после соприкосновения составляет 22.5 мкН.
Итак, до соприкосновения сила взаимодействия между шариками равна 337.5 мкН, а после соприкосновения — 22.5 мкН.
