Два одинаковых проводящих шарика с зарядами q1=60 нКл и q2=-20 нКл находятся на некотором расстоянии друг от друга. Их приводят в соприкосновение и разводят на прежнее расстояние. Насколько процентов уменьшится сила взаимодействия между зарядами?
Ответы
Дано:
q1 = 60 нКл
q2 = -20 нКл
p - ?
Решение:
Сначала выразим силу взаимодействия зарядов до соприкосновения:
F = |k*q1*q2/r²| = |q1*q2|*(k/r²) = |60*(-20)|*(k/r²) = 1200*(k/r²)
После соприкосновения общий, суммарный, заряд должен сохраниться:
q1 + q2 = q1' + q2'
Так как шарики одинаковы, то общий заряд распределится поровну:
q1' = q2' = (q1 + q2)/2 = (60 - 20)/2 = 20 нКл
Новая сила взаимодействия:
F' = |q1'*q2'|*(k/r²) = 20*20*(k/r²) = 400*(k/r²)
Новая сила будет иметь другое направление: так как заряды теперь одинаковые, то они будут отталкиваться друг от друга, а не притягиваться. Но нас интересует лишь значение - на сколько процентов оно уменьшилось.
F = 100%
F' = x%
x = (F'/F)*100
F'/F = [400*(k/r²)] : [1200*(k/r²)] = 400/1200
p = 100 - x = 100 - (F'/F)*100 = 100 - (400/1200)*100 = 100 - 33,33... = 100 - 33,3 = 66,7%
Ответ: уменьшится примерно на 66,7%.