Как изменилась сила взаимодействия между маленькими шариками с зарядами 20 нКл и -10 нКл, после того как они были
Как изменилась сила взаимодействия между маленькими шариками с зарядами 20 нКл и -10 нКл, после того как они были приближены друг к другу и затем отодвинуты на исходное расстояние?
Муха 10
Для решения этой задачи необходимо воспользоваться законом Кулона, который гласит:\[F = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}\]
где \(F\) - сила взаимодействия между зарядами, \(k\) - электростатическая постоянная (\(k = 9 \cdot 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - заряды шариков, а \(r\) - расстояние между ними.
Дано, что первый шарик имеет заряд \(q_1 = 20 \, \text{нКл}\), а второй - заряд \(q_2 = -10 \, \text{нКл}\).
1. При приближении шариков, расстояние между ними уменьшается. Пусть исходное расстояние между ними равно \(r_0\), а новое расстояние равно \(r_1\). Заметим, что если шарики приближаются, то \(r_1 < r_0\).
2. Следовательно, если мы подставим значения зарядов и новое расстояние в закон Кулона, то получим новое значение силы взаимодействия \(F_1\) после приближения шариков:
\[
F_1 = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r_1^2}
\]
3. Затем шарики отодвигаются на исходное расстояние \(r_0\). Таким образом, расстояние между шариками становится равным \(r_0\), а сила взаимодействия между шариками, после отодвигания, обозначим как \(F_2\).
4. Для определения \(F_2\) также используем закон Кулона, подставляя значения зарядов и расстояния:
\[
F_2 = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r_0^2}
\]
Таким образом, задача решается подстановкой значений зарядов и расстояний в закон Кулона для определения силы взаимодействия до и после приближения-отдаления шариков.