Дві однакові металеві кульки мали заради -q i -5q. Кульки доторкнули і розвели на ту саму відстань. Визначте, як і у скільки разів зміниться модуль сили кулонівської взаємодії кульок.
Будь ласка, напишіть з дано
Ответы
Ответ:
Объяснение:
Дано: Заряди двох металевих кульок -q та -5q, які доторкнулись і розвели на ту саму відстань.
Потрібно знайти: Як і у скільки разів зміниться модуль сили кулонівської взаємодії кульок.
Розв'язок:
Закон Кулона стверджує, що сила електростатичної взаємодії між двома точковими зарядами прямо пропорційна добутку зарядів та обернено пропорційна квадрату відстані між ними. Тобто, сила F залежить від величини зарядів q1 та q2 та відстані r між ними за формулою:
F = (1/4πε) * |q1|*|q2|/r^2
де ε - діелектрична стала (ε ≈ 8,85 * 10^-12 Ф/м)
Коли дві кульки з різними зарядами доторкнуться, вони обміняються частинкою заряду, і як результат, кожна кулька матиме заряд, який є середнім між початковими зарядами. У цьому випадку середній заряд кульок становитиме -3q.
Тому застосуємо формулу Кулона для двох кульок зі зміненими зарядами та знаходимо нову силу F':
F' = (1/4πε) * |-3q|*|-3q|/r^2 = 9/4 * (1/4πε) * |q|^2/r^2
Відношення сил F та F' буде дорівнювати:
F'/F = (9/4) * |q|^2/(-q* -5q) = 9/20
Отже, модуль сили кулонівської взаємодії кульок зменшиться у 9/20 разів (близько 0,45 раза).