Какова сила взаимодействия между маленьким шариком с зарядом 10 нкл и плоской заземленной металлической стенкой

Grigoriy_739

58

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся знания о законе Кулона, который описывает взаимодействие между заряженными частицами.

Закон Кулона говорит нам, что сила взаимодействия \( F \) между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению их зарядов \( q_1 \) и \( q_2 \) и обратно пропорциональна квадрату расстояния \( r \) между ними. Математически, это можно записать в виде формулы:

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

где \( k \) - постоянная Кулона, которая равна приблизительно \( 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \) (ньютон на квадрат метра на кулон в квадрате).

В данной задаче первый заряд \( q_1 \) равен 10 нанокулонам, или \( 10 \times 10^{-9} \) Кл, а расстояние \( r \) между шариком и стенкой равно 3 см, или \( 3 \times 10^{-2} \) м.

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу:

\[ F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot |(10 \times 10^{-9}) \cdot (0 \text{ Кл})|}}{{(3 \times 10^{-2})^2}} \],

где \( q_2 \) равно 0, потому что металлическая стенка заземлена и имеет нулевой заряд.

Учитывая это, расчеты упрощаются:

\[ F = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot 0}}{{(3 \times 10^{-2})^2}} \].

Числитель равен нулю, поэтому получаем, что сила взаимодействия между шариком и металлической стенкой равна нулю.

Таким образом, между этими объектами нет электростатического взаимодействия, потому что шарик имеет ненулевой заряд, а металлическая стенка заземлена.

Пожалуйста, дайте мне знать, если у вас есть еще вопросы или нужно что-то пояснить.