Похожие вопросы
2025-02-03 21:09:21
Какова величина кулоновской силы, действующей на капельку масла, расположенную в точке А на расстоянии 5 см от середины отрезка, соединяющего два точечных заряда q1 = 5 ⋅ 10-4 Кл и q2 = -5 ⋅ 10-4 Кл, если расстояние между этими зарядами составляет 10 см, а капелька содержит 1 ⋅ 10^10 «избыточных» электронов?
Физика 9 класс Электрические заряды и силы кулоновская сила капелька масла точечные заряды расстояние между зарядами избыточные электроны
2025-02-03 21:09:42
Для решения задачи начнем с определения кулоновской силы, действующей на капельку масла, расположенную в точке А. Для этого нам нужно учитывать взаимодействие капельки с обоими зарядами q1 и q2.
Шаг 1: Определение заряда капельки масла.
Капелька масла содержит 1 ⋅ 1010 «избыточных» электронов. Заряд одного электрона составляет примерно -1.6 ⋅ 10-19 Кл. Таким образом, общий заряд капельки (Q) можно вычислить следующим образом:
- Q = количество электронов × заряд одного электрона
- Q = 1 ⋅ 1010 × (-1.6 ⋅ 10-19) = -1.6 ⋅ 10-9 Кл.
Шаг 2: Определение расстояний от капельки до зарядов.
Расстояние между зарядами q1 и q2 составляет 10 см. Капелька находится на расстоянии 5 см от середины отрезка, соединяющего эти заряды, что означает, что:
- Расстояние от q1 до капельки (r1) = 5 см = 0.05 м.
- Расстояние от q2 до капельки (r2) = 5 см = 0.05 м (так как расстояние от середины до каждого из зарядов равно 5 см).
Шаг 3: Вычисление кулоновской силы от каждого заряда.
Формула для вычисления кулоновской силы (F) между двумя зарядами выглядит следующим образом:
F = k × |q1 × Q| / r2,
где k = 8.99 × 109 Н·м2/Кл2 — электрическая постоянная.
Сначала вычислим силу, действующую на капельку от заряда q1:
- F1 = k × |q1 × Q| / r12
- F1 = 8.99 × 109 × |5 ⋅ 10-4 × (-1.6 ⋅ 10-9)| / (0.05)2
- F1 = 8.99 × 109 × 8 ⋅ 10-13 / 0.0025
- F1 = 8.99 × 109 × 3.2 ⋅ 10-10 = 2.87 Н.
Теперь вычислим силу, действующую на капельку от заряда q2:
- F2 = k × |q2 × Q| / r22
- F2 = 8.99 × 109 × |(-5 ⋅ 10-4) × (-1.6 ⋅ 10-9)| / (0.05)2
- F2 = 8.99 × 109 × 8 ⋅ 10-13 / 0.0025
- F2 = 8.99 × 109 × 3.2 ⋅ 10-10 = 2.87 Н.
Шаг 4: Определение направления сил.
Заряд q1 положительный, а заряд q2 отрицательный. Следовательно, кулоновская сила от q1 будет направлена от него (вправо), а сила от q2 будет направлена к нему (влево).
Шаг 5: Определение результирующей силы.
Поскольку обе силы направлены в разные стороны, результирующая сила (F) будет:
- F = F1 - F2 = 2.87 Н - 2.87 Н = 0 Н.
Ответ: Величина кулоновской силы, действующей на капельку масла в точке А, равна 0 Н.
