Какова сила взаимодействия между двумя заряженными шариками, каждый из которых имеет избыточные электроны в количестве

  • 67
Какова сила взаимодействия между двумя заряженными шариками, каждый из которых имеет избыточные электроны в количестве N = 10 в 20 степени? Расстояние между ними составляет r = 5 см. Ответ представьте в миллиньютонах, округлив до десятых. Предположите, что заряженные шарики являются точечными зарядами. Диэлектрическая проницаемость воздуха равна e = 1. Коэффициент пропорциональности в законе Кулона равен К = 9•10 в 9 степени Н•м2/Кл2. Значение элементарного заряда равно е = 1.6• 10 в -19 степени Кл.
Сердце_Сквозь_Время
13
Для того чтобы найти силу взаимодействия между двумя заряженными шариками, мы можем использовать закон Кулона. По закону Кулона, сила взаимодействия F между двумя точечными зарядами q1 и q2 определяется следующим образом:

F=K|q1||q2|r2

где K - коэффициент пропорциональности (равный 9109Нм2/Кл2), r - расстояние между зарядами, |q1| и |q2| - модули зарядов шариков.

Для данной задачи, заряд каждого шарика составляет N=1020 избыточных электронов. Так как электроны заряжены отрицательно, то каждый заряд шарика q=eN, где e=1.61019Кл - элементарный заряд.

Подставив значения K, r, q1 и q2 в формулу для силы, мы получим:

F=9109|eN||eN|(0.05)2

Раскрывая модули и подставляя значения, получим:

F=9109(1.610191020)(1.610191020)0.052

Упрощая выражение, получим:

F=91091.621019+20+20Нм2/Кл20.052

Возведя 1.6 в квадрат и приведя к общему знаменателю, получаем:

F=91092.561021Нм2/Кл20.0025

Выполняя вычисления, получаем:

F=91092.5610210.0025Нм2/Кл2

F=92.560.0025109+212Нм2/Кл2

F=23.040.0025109+212Нм2/Кл2

F=0.0576109+212Нм2/Кл2

F=0.05761028Нм2/Кл2

Ответ, представленный в миллиньютонах и округленный до десятых, будет:

F=5.81026мН

Таким образом, сила взаимодействия между двумя заряженными шариками составляет приблизительно 5.81026 миллиньютона.