3. 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.

Для решения задачи воспользуемся законом Кулона: $F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}$, где $k = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}$. Дано: $r = 40 \text{ см} = 0,4 \text{ м}$ $q_1 = 9 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$ $q_2 = -2 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$ ### 1. Сила взаимодействия до соприкосновения $F_1 = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{|9 \cdot 10^{-9} \cdot (-2 \cdot 10^{-9})|}{0,4^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{18 \cdot 10^{-18}}{0,16} = \frac{162 \cdot 10^{-9}}{0,16} = 1012,5 \cdot 10^{-9} \text{ Н} = 1,0125 \cdot 10^{-6} \text{ Н}$ ### 2. Заряды после соприкосновения Так как шарики одинаковые, при соприкосновении их заряды перераспределяются поровну: $q' = \frac{q_1 + q_2}{2} = \frac{9 \cdot 10^{-9} + (-2 \cdot 10^{-9})}{2} = \frac{7 \cdot 10^{-9}}{2} = 3,5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл}$ ### 3. Сила взаимодействия после соприкосновения $F_2 = k \cdot \frac{|q' \cdot q'|}{r^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{(3,5 \cdot 10^{-9})^2}{0,4^2} = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{12,25 \cdot 10^{-18}}{0,16} = \frac{110,25 \cdot 10^{-9}}{0,16} = 689,0625 \cdot 10^{-9} \text{ Н} \approx 0,69 \cdot 10^{-6} \text{ Н}$ **Ответ:** Сила до соприкосновения $\approx 1,01 \cdot 10^{-6} \text{ Н}$ (притяжение), после соприкосновения $\approx 0,69 \cdot 10^{-6} \text{ Н}$ (отталкивание).