Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 40 см друг от друга. Заряд одного из них 9 · 10⁻⁹ Кл, а заряд другого -2 · 10⁻⁹ Кл. Шарики привели в соприкосновение и вновь раздвинули на такое же расстояние. Определите силы их взаимодействия до и после соприкосновения.

Question

Вопрос:

Два одинаковых шарика находятся на расстоянии 40 см друг от друга. Заряд одного из них 9 · 10⁻⁹ Кл, а заряд другого -2 · 10⁻⁹ Кл. Шарики привели в соприкосновение и вновь раздвинули на такое же расстояние. Определите силы их взаимодействия до и после соприкосновения.

Фотография

Ответ ассистента

Accepted Answer

**Ответ: $F_1 \approx 1,01 \cdot 10^{-6}$ Н, $F_2 \approx 6,89 \cdot 10^{-7}$ Н.** Дано: $r = 40$ см $= 0,4$ м $q_1 = 9 \cdot 10^{-9}$ Кл $q_2 = -2 \cdot 10^{-9}$ Кл $k = 9 \cdot 10^9$ Н$\cdot$м$^2$/Кл$^2$ Решение: 1. Сила взаимодействия до соприкосновения (закон Кулона): $F_1 = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$ $F_1 = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{|9 \cdot 10^{-9} \cdot (-2 \cdot 10^{-9})|}{0,4^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{18 \cdot 10^{-18}}{0,16} = \frac{162 \cdot 10^{-9}}{0,16} \approx 1,0125 \cdot 10^{-6}$ Н Это сила притяжения, так как заряды разного знака. 2. При соприкосновении заряды перераспределяются поровну (так как шарики одинаковые): $q'_1 = q'_2 = \frac{q_1 + q_2}{2} = \frac{9 \cdot 10^{-9} + (-2 \cdot 10^{-9})}{2} = \frac{7 \cdot 10^{-9}}{2} = 3,5 \cdot 10^{-9}$ Кл 3. Сила взаимодействия после соприкосновения: $F_2 = k \cdot \frac{|q'_1 \cdot q'_2|}{r^2}$ $F_2 = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{(3,5 \cdot 10^{-9})^2}{0,4^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{12,25 \cdot 10^{-18}}{0,16} = \frac{110,25 \cdot 10^{-9}}{0,16} \approx 0,689 \cdot 10^{-6}$ Н Это сила отталкивания, так как теперь заряды одноименные.

Ответ ассистента

Другие решения