Во сколько раз вам нужно увеличить расстояние между двумя точечными зарядами после увеличения одного из зарядов в 9 раз, чтобы сила взаимодействия оставалась прежней?

Привет! Я буду учителем, который поможет тебе разобраться в этой задаче.

Для начала, давай разберемся, что такое расстояние между двумя зарядами и сила взаимодействия между ними.

Расстояние между двумя точечными зарядами обозначается как r. Оно измеряется в метрах (м) и показывает, насколько они находятся друг от друга.

Сила взаимодействия между этими зарядами обозначается как F. Она измеряется в ньютонах (Н) и показывает, насколько сильно заряды взаимодействуют между собой.

Теперь перейдем к условию задачи. Мы хотим узнать, во сколько раз нужно увеличить расстояние между зарядами, чтобы сила взаимодействия осталась прежней. Другими словами, нам нужно узнать, как изменится расстояние, чтобы сила оставалась неизменной.

Предположим, что изначально у нас есть два заряда q1 и q2 и расстояние между ними равно r. Сила взаимодействия между ними обозначается как F = k * (q1 * q2) / r^2, где k - постоянная Кулона.

Далее предположим, что мы увеличиваем один из зарядов, например, q1, в 9 раз. Теперь у нас есть q1' = 9 * q1. Мы хотим найти новое расстояние между зарядами, чтобы сила взаимодействия F' осталась той же.

Для этого воспользуемся формулой силы взаимодействия F':

F' = k * (q1' * q2) / r'^2,

где r' - новое расстояние между зарядами.

Так как мы хотим, чтобы сила взаимодействия оставалась прежней, мы можем приравнять F и F':

F = F',

k * (q1 * q2) / r^2 = k * (q1' * q2) / r'^2.

Теперь подставим значения q1', q1 и r', и упростим уравнение, чтобы найти новое значение расстояния r':

k * (9 * q1 * q2) / r^2 = k * (q1 * q2) / r'^2.

k и q2 сокращаются, и мы получим:

(9 * q1) / r^2 = q1 / r'^2.

Теперь, чтобы избавиться от знаменателя, возведем обе части уравнения в квадрат:

(9 * q1)^2 / r^4 = (q1 / r'^2)^2.

Упростим:

81 * q1^2 / r^4 = q1^2 / r'^4.

Здесь q1^2 сокращаются, а мы получаем:

81 / r^4 = 1 / r'^4.

Теперь найдем новое значение расстояния r'. Для этого возведем обе части уравнения в 1/4 степень:

(81 / r^4)^(1/4) = (1 / r'^4)^(1/4).

Упростим, используя свойства степеней:

(81^(1/4)) / (r^4)^(1/4) = (1^(1/4)) / (r'^4)^(1/4).

81^(1/4) = r / r'.

Теперь избавимся от дроби:

r' = r / (81^(1/4)).

И, наконец, найдем значение r'/r:

r' / r = r / (81^(1/4)) / r.

Сократим r:

r' / r = 1 / (81^(1/4)).

Таким образом, нам нужно увеличить расстояние между зарядами в 1 / (81^(1/4)) раза, чтобы сила взаимодействия оставалась прежней.

Надеюсь, объяснение было понятным и помогло тебе! Если у тебя есть еще вопросы, не стесняйся задавать. Я всегда готов помочь!