Какой заряд мог быть у гильзы, если она оттолкнулась от поднесённой заряженной палочки?

Yagnenok

44

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся некоторые физические понятия и законы. В данном случае, чтобы определить заряд гильзы, нам потребуется использовать закон Кулона.

Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению их величин, а обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула для расчёта силы взаимодействия:
\[ F = \frac{{k \cdot |q_1| \cdot |q_2|}}{{r^2}} \]

Где:
- F - сила взаимодействия между зарядами,
- k - постоянная Кулона (\( k \approx 9 \times 10^9 \: Н \cdot м^2/Кл^2 \)),
- \( q_1 \) и \( q_2 \) - величины зарядов, взаимодействующих между собой,
- r - расстояние между зарядами.

Для решения задачи, нам нужно учесть, что гильза отталкивалась от поднесённой заряженной палочки. Это означает, что сила взаимодействия между зарядом гильзы и зарядом палочки была отталкивающей. Таким образом, заряды должны быть разного знака.

Допустим, заряд палочки равен \( q_1 \), а заряд гильзы равен \( q_2 \). Так как гильза отталкивается от палочки, то сила взаимодействия между ними будет направлена противоположно.

Положительный заряд палочки создаёт поле, которое отталкивает положительные заряды и притягивает отрицательные заряды. Следовательно, заряд гильзы должен быть отрицательным.

Теперь необходимо рассмотреть саму силу взаимодействия между палочкой и гильзой. Пусть сила, с которой взаимодействует палочка с гильзой, равна \( F \).

Примем во внимание, что масса гильзы и других факторов не учитываем, так как в условии их нам не дано. Поэтому представим гильзу как точечный заряд.

При заданной силе \( F \) мы можем решить уравнение закона Кулона относительно заряда гильзы \( q_2 \) и получить следующую формулу:
\[ q_2 = \sqrt{{\frac{{F \cdot r^2}}{{k}}}} \]

Таким образом, чтобы определить заряд гильзы, вам необходимо знать значение силы взаимодействия между палочкой и гильзой, а также расстояние между ними.

Однако, в данной задаче отсутствуют конкретные числовые значения силы и расстояния, поэтому мы не можем вычислить точное значение заряда гильзы. Вместо этого, мы можем предоставить формулу для расчёта заряда в общей форме, где вы можете подставить известные значения и получить ответ.

Таким образом, ответ на задачу о заряде гильзы будет выглядеть следующим образом:
\[ q_2 = \sqrt{{\frac{{F \cdot r^2}}{{k}}}} \]

Где \( F \) - сила взаимодействия между палочкой и гильзой, \( r \) - расстояние между ними, а \( k \approx 9 \times 10^9 \: Н \cdot м^2/Кл^2 \) - постоянная Кулона. Пожалуйста, уточните значения этих параметров, чтобы мы могли предоставить точный ответ.