Какова сила взаимодействия двух маленьких металлических шариков с зарядами +5 нКл и -4 нКл, если они находятся на расстоянии 10 см друг от друга, после того как их приведут в прикосновение и затем разведут на это же расстояние? Помогите, пожалуйста!

Физика Колледж Электрические заряды и силы взаимодействия сила взаимодействия металлические шарики заряды расстояние физика закон Кулона электрическое взаимодействие заряд +5 нКл заряд -4 нКл прикосновение шариков Новый

Для решения этой задачи нам нужно использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя заряженными телами. Закон Кулона формулируется следующим образом:

F = k * |q1 * q2| / r^2

где:

• F - сила взаимодействия между зарядами;
• k - электрическая постоянная, примерно равная 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²;
• q1 и q2 - заряды тел;
• r - расстояние между ними.

Теперь давайте рассмотрим шаги решения:

1. Определим начальные заряды:
• q1 = +5 нКл = +5 * 10^(-9) Кл;
• q2 = -4 нКл = -4 * 10^(-9) Кл.
2. Приведем шарики в прикосновение:

Когда два проводника приводятся в прикосновение, их заряды перераспределяются. Суммарный заряд будет равен:

Q = q1 + q2 = (+5 * 10^(-9)) + (-4 * 10^(-9)) = +1 * 10^(-9) Кл.

Поскольку оба шарика одинаковые, после разделения заряда каждый шарик будет иметь заряд:

q' = Q / 2 = (1 * 10^(-9)) / 2 = +0.5 * 10^(-9) Кл.

3. Теперь найдем силу взаимодействия после разделения:

Теперь у нас есть два одинаковых заряда:

• q1' = +0.5 * 10^(-9) Кл;
• q2' = +0.5 * 10^(-9) Кл.
4. Подставим значения в формулу закона Кулона:

Расстояние r = 10 см = 0.1 м.

Теперь подставим все в формулу:

F = k * |q1' * q2'| / r^2 = (8.99 * 10^9) * |(0.5 * 10^(-9)) * (0.5 * 10^(-9))| / (0.1)^2.

5. Посчитаем:

F = (8.99 * 10^9) * (0.25 * 10^(-18)) / (0.01) = (8.99 * 10^9 * 0.25 * 10^(-18)) / (10^(-4)) = 2.2475 * 10^(-5) Н.

Таким образом, сила взаимодействия между двумя шариками будет равна примерно 2.25 * 10^(-5) Н.

Ответ: Сила взаимодействия между двумя шариками после их прикосновения и последующего разведения составляет примерно 2.25 * 10^(-5) Н.