Два заряда находятся в веществе с диэлектрической проницаемостью, равной 2 на расстоянии 2 см друг от друга и взаимодействуют с силой 1.8 Н. Величина одного заряда в 2.5 раза больше другого . Определить величину МЕНЬШЕГО из двух зарядов. ответ ввести в НАНОКУЛОНАХ, округлить ДО ЦЕЛЫХ
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия между зарядами, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.
В данной задаче нам известны следующие данные:
- диэлектрическая проницаемость вещества (ε) равна 2,
- расстояние между зарядами (r) равно 2 см = 0.02 м,
- сила взаимодействия (F) равна 1.8 Н.
Также дано, что величина одного заряда (q1) в 2.5 раза больше другого заряда (q2).
Чтобы решить задачу, мы должны определить величину МЕНЬШЕГО из двух зарядов (q2).
Давайте пошагово решим эту задачу.
Шаг 1: Найдем постоянную диэлектрической проницаемости для данного вещества (ε).
Дано: диэлектрическая проницаемость (ε) = 2.
Шаг 2: Найдем постоянную Кулона (k) для данного вещества с учетом диэлектрической проницаемости (ε).
k = k0 / ε,
где k0 = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2 - постоянная Кулона в вакууме.
Подставим данные:
k = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) / 2 = 4.5 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.
Шаг 3: Используя закон Кулона и известные данные, найдем величину большего заряда (q1) в терминах меньшего заряда (q2).
F = k * (q1 * q2) / r^2,
1.8 = (4.5 * 10^9) * (2.5 * q2 * q2) / (0.02^2),
1.8 = (4.5 * 10^9) * (2.5 * q2^2) / (0.0004).
Шаг 4: Решим уравнение для определения величины меньшего заряда (q2).
Перенесем все известные значения влево, чтобы уравнение стало равным нулю:
(4.5 * 10^9) * (2.5 * q2^2) / (0.0004) - 1.8 = 0.
Шаг 5: Решим полученное квадратное уравнение для q2.
(4.5 * 10^9) * (2.5 * q2^2) / (0.0004) - 1.8 = 0,
(4.5 * 10^9) * (2.5 * q2^2) / (0.0004) = 1.8,
(4.5 * 10^9) * (2.5 * q2^2) = 1.8 * (0.0004),
(4.5 * 10^9) * (2.5 * q2^2) = 0.00072,
q2^2 = 0.00072 / ((4.5 * 10^9) * (2.5)),
q2^2 = 0.00072 / (11.25 * 10^9),
q2^2 = 6.4 * 10^(-14).
Шаг 6: Найдем квадратный корень из полученного значения, чтобы найти значение меньшего заряда (q2).
q2 = √(6.4 * 10^(-14)),
q2 ≈ 0.000000008 НК.
Ответ: Величина меньшего заряда составляет примерно 0.000000008 нанокулон.