2. В вакууме находятся две нейтральные капли воды на расстоянии 5 см друг от друга. 108 электронов были перенесены

Nikita

24

Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся знания о законах электростатики, а именно законе Кулона. Закон Кулона говорит о том, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

а) Заряд каждой капли определяется количеством электронов, перенесенных с одной капли на другую. Однако, в данной задаче мы не знаем массу электрона, чтобы выразить его заряд. Поэтому, чтобы дать точный ответ на вопрос, мы будем считать, что 1 электрон обладает элементарным зарядом \(e = 1,6 \times 10^{-19}\) Кл.

Количество электронов, перенесенных с одной капли на другую, равно 108. Значит, разница в зарядах между каплями составляет \(Q = 108e\).
Поскольку электроны перенесены с одной капли на другую, то заряд одной капли увеличился на \(Q = 108e\), а заряд другой капли уменьшился на ту же величину. Таким образом, заряд каждой капли равен \(Q/2 = 54e\).

б) Теперь посчитаем силу взаимодействия между каплями. По закону Кулона сила взаимодействия между двумя зарядами равна \(F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}\), где:
\(k\) - постоянная Кулона, равная \(9 \times 10^9\) Н·м²/Кл²,
\(q_1\) и \(q_2\) - заряды, между которыми действует сила,
\(r\) - расстояние между зарядами.

Заменим известные значения в данную формулу:
\(q_1 = q_2 = 54e\),
\(r = 5 \, см = 0,05 \, м\).

Теперь можем вычислить силу взаимодействия:
\[F = \frac{(9 \times 10^9) \cdot |54e \cdot 54e|}{(0,05)^2}\]

Произведем все необходимые вычисления: