Как изменится модуль и направление сил взаимодействия двух
небольших металлических шаров одинакового диаметра, имеющих заряды
+5 нКл и -3 нКл, если шарики привести в соприкосновение и развести на
прежнее расстояние?

Когда два металлических шара с разными зарядами приводятся в соприкосновение, происходит перераспределение зарядов между ними. В данном случае, один шар имеет положительный заряд +5 нКл, а другой — отрицательный заряд -3 нКл. При соприкосновении шаров, заряды начинают перемещаться между ними, пока не установится равновесие.

Первым шагом нужно определить, как распределятся заряды после соприкосновения. Если шар с большим зарядом приводится в контакт со шаром меньшего заряда, положительные заряды начнут переходить на шар с отрицательным зарядом. Это происходит потому, что электроны, в которых сконцентрирован отрицательный заряд, имеют большую подвижность. В результате, после соприкосновения, у первого шара будет заряд +3 нКл (5 нКл - 2 нКл), а у второго — -5 нКл (-3 нКл + 2 нКл).

Теперь нужно рассмотреть, как изменится модуль и направление силы взаимодействия между шарами после соприкосновения. Для этого можно использовать закон Кулона, который гласит: сила взаимодействия пропорциональна произведению модулей зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула выглядит следующим образом:

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

где F - модуль силы взаимодействия, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 N * m^2 / C^2), q1 и q2 - модули зарядов, r - расстояние между шарами.

В данном случае модуль зарядов равен 3 нКл и 5 нКл, а расстояние между шарами остается прежним. Если подставить эти значения в формулу, получим:

F = (9 * 10^9 N * m^2 / C^2) * |3 нКл * 5 нКл| / r^2.

Для определения направления силы взаимодействия, воспользуемся следующим правилом: заряды одинакового знака отталкиваются, а разные заряды притягиваются. В нашем случае, шар с положительным зарядом (+3 нКл) и шар с отрицательным зарядом (-5 нКл) притягиваются друг к другу.

Таким образом, после соприкосновения и разведения шаров на прежнее расстояние, модуль силы взаимодействия между ними будет определен из формулы F = (9 * 10^9 N * m^2 / C^2) * |3 нКл * 5 нКл| / r^2, а направление силы будет притяжением шаров друг к другу.