Два тела с равными положительными зарядами отталкиваются в керосине с силой 18 мН, находясь на расстоянии 24 см друг от друга. Сколько электронов потеряло каждое из этих тел?

Физика Колледж Электрические заряды и закон Кулона физика заряды отталкивание сила расстояние электроны керосин задачи по физике электрические заряды закон Кулона Новый

Для решения этой задачи мы будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона формулируется следующим образом:

F = k * |q1 * q2| / r²

где:

• F - сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
• k - коэффициент пропорциональности (для вакуума k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл², но в керосине он будет меньше, примерно 1.5 * 10^9 Н·м²/Кл²),
• q1 и q2 - величины зарядов (в кулонах),
• r - расстояние между зарядами (в метрах).

В данной задаче известно:

• Сила F = 18 мН = 18 * 10^-3 Н,
• Расстояние r = 24 см = 0.24 м.

Подставим известные значения в формулу закона Кулона:

18 * 10^-3 = k * |q * q| / (0.24)²

Теперь выразим заряд q:

q² = (18 * 10^-3 * (0.24)²) / k

Подставим значение k для керосина:

q² = (18 * 10^-3 * (0.24)²) / (1.5 * 10^9)

Теперь вычислим q:

1. Сначала найдем (0.24)²:
2. (0.24)² = 0.0576.
3. Теперь подставим это значение:
4. q² = (18 * 10^-3 * 0.0576) / (1.5 * 10^9).
5. Посчитаем числитель: 18 * 10^-3 * 0.0576 = 0.0010368.
6. Теперь делим: q² = 0.0010368 / (1.5 * 10^9) = 6.912 * 10^-12.
7. Теперь найдем q: q = √(6.912 * 10^-12) ≈ 8.31 * 10^-6 Кл.

Теперь, чтобы узнать, сколько электронов потеряло каждое тело, нам нужно знать заряд одного электрона, который составляет примерно 1.6 * 10^-19 Кл. Теперь мы можем найти количество электронов:

n = q / e

где n - количество электронов, q - заряд одного тела, e - заряд электрона.

Подставим значения:

n = (8.31 * 10^-6) / (1.6 * 10^-19)

1. Вычислим n: n ≈ 5.19 * 10^13.

Таким образом, каждое из тел потеряло примерно 5.19 * 10^13 электронов.