Для решения этой задачи нам нужно рассмотреть несколько шагов:
- Определение зарядов после соприкосновения: Когда два заряженных тела соприкасаются, они обмениваются зарядом до тех пор, пока не достигнут одинакового потенциала. В данном случае у нас есть шарик с зарядом +150 нКл и шарик с зарядом -60 нКл.
- Нахождение общего заряда: Сначала найдем общий заряд двух шариков:
- Q_общий = +150 нКл + (-60 нКл) = +90 нКл.
- Распределение заряда: После соприкосновения заряды распределяются поровну между двумя шариками, так как они одинаковые. Таким образом, каждый шарик получит:
- Q_1 = Q_2 = Q_общий / 2 = +90 нКл / 2 = +45 нКл.
- Расчет силы электрического взаимодействия: Теперь, когда мы знаем заряды шариков, можем использовать закон Кулона для вычисления силы взаимодействия между ними. Формула выглядит так:
- F = k * |Q_1 * Q_2| / r^2,
где:
- F - сила взаимодействия;
- k - электрическая постоянная, примерно равная 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²;
- Q_1 и Q_2 - заряды шариков (в Кл);
- r - расстояние между шариками (в метрах).
- Подстановка значений: Теперь подставим известные значения в формулу:
- Q_1 = +45 нКл = 45 * 10^(-9) Кл;
- Q_2 = +45 нКл = 45 * 10^(-9) Кл;
- r = 10 см = 0.1 м.
Теперь подставляем в формулу:
- F = (8.99 * 10^9) * |(45 * 10^(-9)) * (45 * 10^(-9))| / (0.1)^2.
- Вычисление силы: Рассчитаем:
- F = (8.99 * 10^9) * (2025 * 10^(-18)) / 0.01 = (8.99 * 2025) * 10^(-9) Н.
- F ≈ 18.2 Н.
Таким образом, сила электрического взаимодействия между шариками после их соприкосновения составляет примерно 18.2 Н.