Какова сила, действующая между двумя точечными зарядами по 1 кулону, если они находятся на расстоянии 1 метр в вакууме и в воде?

Физика 9 класс Электростатика сила взаимодействия точечные заряды кулон расстояние 1 метр Вакуум вода Новый

Чтобы определить силу, действующую между двумя точечными зарядами, мы можем воспользоваться законом Кулона. Этот закон описывает взаимодействие между электрическими зарядами и имеет следующую формулу:

F = k * |q1 * q2| / r²

где:

• F — сила взаимодействия между зарядами;
• k — электрическая постоянная (в вакууме);
• q1 и q2 — величины зарядов;
• r — расстояние между зарядами.

Для вакуума значение электрической постоянной k равно примерно 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл².

Теперь подставим известные значения в формулу для случая, когда оба заряда равны 1 кулону и находятся на расстоянии 1 метр:

1. Заряд q1 = 1 Кл.
2. Заряд q2 = 1 Кл.
3. Расстояние r = 1 м.
4. Электрическая постоянная k = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл².

Теперь подставим эти значения в формулу:

F = (8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²) * (1 Кл * 1 Кл) / (1 м)²

Считаем:

F = 8.99 * 10^9 Н.

Таким образом, сила, действующая между двумя точечными зарядами по 1 кулону на расстоянии 1 метр в вакууме, составляет 8.99 * 10^9 Н.

Теперь рассмотрим случай, когда заряды находятся в воде. Вода является диэлектриком, и ее диэлектрическая проницаемость (ε) влияет на силу взаимодействия. Для воды ε приблизительно равно 80. Это означает, что электрическая постоянная в воде будет равна:

k' = k / ε

Подставим значение ε:

k' = (8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²) / 80

Теперь вычислим новое значение k':

k' ≈ 1.12375 * 10^8 Н·м²/Кл².

Теперь подставим это значение в формулу для силы в воде:

F' = k' * |q1 * q2| / r²

Подставляем известные значения:

F' = (1.12375 * 10^8 Н·м²/Кл²) * (1 Кл * 1 Кл) / (1 м)²

Считаем:

F' ≈ 1.12375 * 10^8 Н.

Таким образом, сила, действующая между двумя точечными зарядами по 1 кулону на расстоянии 1 метр в воде, составляет примерно 1.12375 * 10^8 Н.

В итоге, результаты следующие:

• В вакууме: 8.99 * 10^9 Н;
• В воде: 1.12375 * 10^8 Н.