Каков модуль кулоновской силы взаимодействия между зарядами 4 НКЛ и 90 НКЛ на расстоянии 6 см? А) в абсолютном вакууме
Каков модуль кулоновской силы взаимодействия между зарядами 4 НКЛ и 90 НКЛ на расстоянии 6 см? А) в абсолютном вакууме. Б) в среде, состоящей из керосина. В) в среде, состоящей из воды?
Баська_6114 20
Для решения данной задачи, нам потребуется использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя зарядами. Формула для расчета этой силы выглядит следующим образом:\[F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]
где \(F\) - сила взаимодействия, \(k\) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - величины зарядов, \(r\) - расстояние между зарядами.
a) В абсолютном вакууме:
Подставим значения в формулу:
\[F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot |4 \cdot 90|}}{{0.06^2}}\]
Выполняем вычисления:
\[F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot 360}}{{0.0036}}\]
\[F = (9 \times 10^9) \cdot 10^5\]
\[F = 9 \times 10^{14} \, \text{Н}\]
Таким образом, модуль кулоновской силы взаимодействия между зарядами 4 НКЛ и 90 НКЛ на расстоянии 6 см в абсолютном вакууме равен \(9 \times 10^{14}\) Ньютона.
b) В среде, состоящей из керосина:
Вещества, такие как керосин, могут влиять на электрическое взаимодействие зарядов, ослабляя или усиливая его. Для расчета силы в такой среде, используется понятие диэлектрической проницаемости (\(\varepsilon\)) вещества. Формула для расчета силы взаимодействия со средой выглядит следующим образом:
\[F = \frac{{k \cdot \varepsilon \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}}\]
Чтобы решить эту задачу, нам понадобится знать значение диэлектрической проницаемости керосина. Допустим, что у нас нет такой информации, поэтому не можем выполнить рассчет.
c) В среде, состоящей из воды:
Аналогично, для расчета силы в среде, состоящей из воды, нам нужно знать диэлектрическую проницаемость этой среды. Значение диэлектрической проницаемости воды (\(\varepsilon\)) составляет приблизительно 81. Теперь мы можем выполнить расчет:
\[F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot 81 \cdot |4 \cdot 90|}}{{0.06^2}}\]
\[F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot 81 \cdot 360}}{{0.0036}}\]
\[F = (9 \times 10^9) \cdot 81 \cdot 10^5\]
\[F = 9 \times 10^5 \cdot 9 \times 10^5\]
\[F = 81 \times 10^{10} \, \text{Н}\]
Таким образом, модуль кулоновской силы взаимодействия между зарядами 4 НКЛ и 90 НКЛ на расстоянии 6 см в среде, состоящей из воды, равен \(81 \times 10^{10}\) Ньютона.