Какова сила взаимодействия двух заряженных шариков в воздухе на расстоянии 5 см, если на каждом шарике имеется N=10^10
Какова сила взаимодействия двух заряженных шариков в воздухе на расстоянии 5 см, если на каждом шарике имеется N=10^10 лишних электронов? Ответ выразите в микроньютонах, округлив до десятых. Предполагайте, что заряженные шарики - это точечные заряды. Диэлектрическая проницаемость воздуха равна ε=1, коэффициент пропорциональности в законе Кулона равен k=9⋅10^9 Н⋅м^2/ Кл^2, а элементарный заряд равен e=1,6⋅10^-19.
Volshebnyy_Leprekon_5913 53
Для начала, давайте определим силу взаимодействия между двумя заряженными шариками на расстоянии 5 см.Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами определяется законом Кулона и вычисляется по следующей формуле:
\[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \]
где:
F - сила взаимодействия между зарядами,
k - коэффициент пропорциональности в законе Кулона (k = 9 ⋅ 10^9 Н · м^2/Кл^2),
|q_1|, |q_2| - абсолютные значения зарядов шариков,
r - расстояние между шариками.
У нас на каждом шарике имеется N = 10^10 лишних электронов. Заряд элементарного электрона e равен e = 1,6 ⋅ 10^-19 Кл. Значит, каждый шарик имеет заряд q = N ⋅ e = 10^10 ⋅ 1,6 ⋅ 10^-19 Кл.
Теперь, подставим полученные значения в формулу для вычисления силы F:
\[ F = \frac{{9 \cdot 10^9 \cdot |10^{10} \cdot 1,6 \cdot 10^{-19}|}}{{(0,05)^2}} \]
После вычислений получаем:
\[ F \approx 2,88 \, мкН \]
Таким образом, сила взаимодействия между двумя заряженными шариками на расстоянии 5 см составляет примерно 2,88 микроньютона.