Яка сила діє на точковий заряд, який розташований посередині між зарядами (+20 нКл та +40 нКл) у вакуумі на відстані

Olga

10

Для решения данной задачи, мы можем использовать закон Кулона. Согласно этому закону, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению величин этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула для вычисления силы \(F\) между двумя зарядами \(q_1\) и \(q_2\) на расстоянии \(r\) выглядит следующим образом:

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

где \(k\) - постоянная Кулона, значение которой составляет \(8.988 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2\).

В нашей задаче, значение первого заряда \(q_1\) равно \(+20 \, \text{нКл}\), а второго заряда \(q_2\) равно \(+40 \, \text{нКл}\). Расстояние \(r\) между зарядами составляет \(10 \, \text{см}\), что можно перевести в единицы измерения метры, получив \(0.1 \, \text{м}\).

Теперь мы можем подставить значения в формулу и рассчитать силу взаимодействия между зарядами:

\[
F = \frac{{8.988 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2 \cdot |+20 \times 10^{-9} \, \text{Кл}} \cdot |+40 \times 10^{-9} \, \text{Кл}|}}{{(0.1 \, \text{м})^2}}
\]

Вычисляя эту формулу с помощью калькулятора, мы получим:

\[
F \approx 7.190 \times 10^{-4} \, \text{Н}
\]

Теперь перейдем к определению направления силы. Сила между зарядами всегда действует в направлении отрицательного заряда к положительному заряду.

В нашем случае, поскольку заряд \(+40 \, \text{нКл}\) является большим по величине и расположен дальше от точкового заряда, сила будет направлена от этого заряда к точковому заряду.

Таким образом, сила, действующая на точечный заряд, который находится посередине между зарядами \(+20 \, \text{нКл}\) и \(+40 \, \text{нКл}\), в вакууме на расстоянии \(10 \, \text{см}\), равна примерно \(7.19 \times 10^{-4} \, \text{Н}\) и направлена от заряда \(+40 \, \text{нКл}\) к заряду \(+20 \, \text{нКл}\).