Какова сила тока, когда на шарик электроскопа помещается металлическая палочка, и электроскоп заряжен положительно

Malysh_6725

18

Чтобы решить эту задачу, мы должны использовать закон Кулона, который описывает взаимодействие между заряженными объектами. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

\[F = k \frac{{|q_1 q_2|}}{{r^2}}\]

где \(F\) - сила взаимодействия между зарядами \(q_1\) и \(q_2\), \(k\) - постоянная Кулона (\(k = 8.99 \times 10^9\, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2\)), \(r\) - расстояние между зарядами.

В нашем случае заряд шарика электроскопа равен \(16 \times 10^{-19}\, \text{Кл}\). Когда металлическая палочка прикладывается к шарику, шарик получает дополнительный заряд от палочки. Предположим, что заряд палочки равен \(q\).

Так как электроскоп заряжен положительно, возникает отталкивающая сила между зарядами шарика и палочки. Когда система находится в равновесии, эта сила равна силе притяжения заряда палочки к заряду земли. Заряд земли является нейтральным и обычно равен 0. Таким образом, мы можем записать следующее:

\[F_{\text{отт}} = F_{\text{прит}}\]

\[k \frac{{|q_1 q|}}{{r^2}} = k \frac{{|q q_{\text{зем}}|}}{{d^2}}\]

Где \(d\) - расстояние между зарядом палочки и землей, а \(q_{\text{зем}}\) - заряд земли.

Заряд земли \(q_{\text{зем}}\) обычно пренебрежимо мал по сравнению с зарядами в задачах данного типа, поэтому мы можем его опустить:

\[k \frac{{|q_1 q|}}{{r^2}} = 0\]

\[q \cdot r^2 = 0\]

Так как ничто не равно нулю, кроме нуля, мы можем сделать вывод, что заряд палочки \(q\) должен быть равен нулю:

\[q = 0\]

Следовательно, сила тока, текущая через шарик электроскопа равна нулю.