1. Как изменилась сила взаимодействия между двумя одинаковыми шариками, имеющими заряды 8 нКл и 4 нКл, после того

Serdce_Ognya

21

1. Сила взаимодействия между двумя заряженными телами определяется законом Кулона, который гласит, что эта сила прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Изначально, когда шарики были приведены в соприкосновение, они зарядились друг с другом. При этом, заряды равных по величине и одинаковых по знаку тел (в данном случае шариков) складываются алгебраически. Так как шарики имеют одинаковые заряды, суммарный заряд после соприкосновения будет равен \(8 + 4 = 12\) нКл.

После того, как шарики были разведены обратно на прежние места, сила взаимодействия между ними изменится. Суммарный заряд каждого из шариков останется равным 8 нКл, так как они возвращаются к своим исходным зарядам.

Таким образом, сила взаимодействия между шариками увеличилась, так как после соприкосновения и разведения обратно, шарики имеют суммарный заряд 12 нКл, вместо 8 нКл, как до соприкосновения.

2. Для решения задачи нам необходимо использовать формулу для определения силы электрического поля между пластинами конденсатора:

\[E = \dfrac{U}{d}\]

где \(E\) - сила электрического поля между пластинами (В/м), \(U\) - разность потенциалов между пластинами (В), \(d\) - расстояние между пластинами (м).

Так как пылинка находится в равновесии, электрическая сила, действующая на нее, равна силе тяжести:

\[F_{\text{эл}} = F_{\text{т}}\]

\[qE = mg\]

где \(q\) - модуль заряда пылинки (Кл), \(m\) - масса пылинки (кг), \(g\) - ускорение свободного падения (около 9,8 м/с\(^2\)).

Используя формулу для силы электрического поля и силы тяжести, можно записать:

\[q \cdot \dfrac{U}{d} = m \cdot g\]

Отсюда можно найти модуль заряда пылинки:

\[q = \dfrac{m \cdot g \cdot d}{U}\]

Подставляя известные значения (масса пылинки \(m = 10^{-3}\) г, ускорение свободного падения \(g = 9,8\) м/с\(^2\), разность потенциалов \(U = 500\) В, расстояние между пластинами \(d = 20\) см), можно вычислить модуль заряда пылинки.

3. При подключении плоского конденсатора ёмкостью 200 мкФ к источнику тока с ЭДС 500 В, конденсатор начинает заряжаться. В этот момент, ток протекает через конденсатор и увеличивает заряд на его пластинах.

После того, как отключили источник тока, конденсатор сохраняет заряд, и его ёмкость позволяет сохранять энергию. Заряд, накопленный на пластинах конденсатора, остается неизменным.

Однако, после отключения источника, разность потенциалов между пластинами конденсатора будет уменьшаться со временем, поскольку конденсатор начинает разряжаться через внешнее сопротивление цепи. В итоге, разность потенциалов будет стремиться к нулю, и конденсатор будет разряжен.