решить,решение и Дано. 1.Два точечных электрических заряда 6,6· 10-2 и 11 мкКл
расположены в воде на расстоянии 3,3 см один от другого. Определить
силу электрического взаимодействия и расстояние, на котором в вакууме
сила взаимодействия не изменится. ( 74 мН; 0,3 м )
2. Два одинаковых проводящих шарика с зарядами 2 и 4 нКл
расположены в вакууме на расстоянии 0,3 м между их центрами.
Шарики приводят в соприкосновение и вновь удаляют на прежнее расстояние. Какова сила электрического взаимодействия до и после
соприкосновения шариков? (0.8 и 0,9 мкН )
F = k * |q1 * q2| / r^2
Где:
F - сила электрического взаимодействия
k - постоянная Кулона, равная 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2
q1 и q2 - значения зарядов двух точечных зарядов
r - расстояние между зарядами
Дано:
q1 = 6,6 * 10^-2 Кл
q2 = 11 * 10^-6 Кл
r = 3,3 см = 0,033 м
1) Расчитаем силу электрического взаимодействия между зарядами:
F = 9 * 10^9 * |6,6 * 10^-2 * 11 * 10^-6| / (0,033)^2
F = 9 * 10^9 * 0,726 * 10^-7 / 0,001089
F = 9 * 0,726 * 10^2 / 0,001089 * 10^2
F = 6,534 * 10^2 / 0,001089
F = 6,534 * 10^2 * 917,431
F = 598,066
F ≈ 598 мН
Сила электрического взаимодействия между зарядами равна примерно 598 миллиньютон.
2) Чтобы найти расстояние, на котором сила взаимодействия не изменится, мы должны приравнять значения силы электрического взаимодействия в воде и в вакууме:
F_вода = F_вакуум
9 * 10^9 * 0,726 * 10^-7 / (0,033)^2 = k * |6,6 * 10^-2 * 11 * 10^-6| / r^2
Распишем и упростим это выражение:
9 * 0,726 * 10^2 * r^2 = 6,534 * 10^2 * 917,431
Разделим обе части равенства на 6,534 * 10^2:
9 * 0,726 * 10^2 * r^2 / (6,534 * 10^2) = 917,431
9 * 0,726 * r^2 = 917,431
r^2 ≈ 917,431 / (9 * 0,726) = 143,59
r ≈ √143,59 ≈ 11,98
Расстояние, на котором сила взаимодействия не изменится, примерно равно 11,98 миллиметров (или 0,03 метра).
2. Для решения этой задачи мы можем использовать ту же формулу для расчета силы электрического взаимодействия, но с другими значениями зарядов:
q1 = 2 * 10^-9 Кл
q2 = 4 * 10^-9 Кл
r = 0,3 м
1) Расчитаем силу электрического взаимодействия до соприкосновения шариков:
F_до = 9 * 10^9 * |2 * 10^-9 * 4 * 10^-9| / (0,3)^2
F_до = 9 * 10^9 * 8 * 10^-18 / 0,09
F_до = 72 * 10^-9 / 0,09
F_до = 0,8 * 10^-6
F_до = 0,8 мкН
Сила электрического взаимодействия до соприкосновения шариков равна 0,8 микроньютона.
2) Расчитаем силу электрического взаимодействия после соприкосновения шариков:
F_после = 9 * 10^9 * |(2 + 4) * 10^-9 * (2 + 4) * 10^-9| / (0,3)^2
F_после = 9 * 10^9 * 36 * 10^-18 / 0,09
F_после = 324 * 10^-9 / 0,09
F_после = 3,6 * 10^-6
F_после = 3,6 мкН
Сила электрического взаимодействия после соприкосновения шариков равна 3,6 микроньтона.
Таким образом, сила электрического взаимодействия увеличивается с 0,8 мкН до 3,6 мкН после соприкосновения шариков.