1) Какова величина силы взаимодействия между двумя точечными зарядами 9 нКл и 18 мкКл, которые находятся на расстоянии

Содержание вопроса: Закон Кулона и заряды

Объяснение:

1) Для нахождения величины силы взаимодействия между двумя точечными зарядами можем воспользоваться законом Кулона, который гласит: "сила взаимодействия прямо пропорциональна произведению зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними". Известны заряды q1 = 9 нКл и q2 = 18 мкКл, а также расстояние r = 10 см = 0,1 м. Формула будет выглядеть следующим образом:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2,

где k - постоянная Кулона, равная 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2. Подставляем известные значения и решаем:

F = (9 * 10^9 * |9 * 10^(-9) * 18 * 10^(-6)|) / (0,1)^2 ≈ 14,4 Н.

2) Если два одинаковых заряда отталкиваются с силой F = 144 мН при расстоянии r = 10 см = 0,1 м, то можем использовать ту же формулу и решить ее относительно зарядов q1 и q2:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2,

где F = 144 мН, k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2 и r = 0,1 м:

144 * 10^(-3) = (9 * 10^9 * |q1 * q1|) / (0,1)^2.

Отсюда получаем:

|q1 * q1| = (144 * 10^(-3) * (0,1)^2) / (9 * 10^9),

q1 * q1 = 0,016.

Так как заряды одинаковы, то q1 = q2 = √0,016 ≈ 0,127 Кл.

3) Зная, что заряд первого тела q1 = 25 нКл, расстояние между телами r = 5 см = 0,05 м и силу взаимодействия F = 1,8 мН, можем использовать закон Кулона:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2.

Подставляем известные значения и решаем уравнение относительно заряда второго тела q2:

1,8 * 10^(-3) = (9 * 10^9 * |25 * 10^(-9) * q2|) / (0,05)^2.

Отсюда получаем:

|25 * 10^(-9) * q2| = (1,8 * 10^(-3) * (0,05)^2) / (9 * 10^9),

|25 * 10^(-9) * q2| = 2 * 10^(-7).

Таким образом, q2 = |2 * 10^(-7) / (25 * 10^(-9))| ≈ 0,008 Кл.

Пример:
1) F = (9 * 10^9 * |9 * 10^(-9) * 18 * 10^(-6)|) / (0,1)^2 ≈ 14,4 Н.
2) q1 = q2 = √0,016 ≈ 0,127 Кл.
3) q2 = |2 * 10^(-7) / (25 * 10^(-9))| ≈ 0,008 Кл.

Совет:
Для лучшего понимания закона Кулона и взаимодействия зарядов рекомендуется проводить дополнительные практические эксперименты и решать больше задач на данную тему.

Закрепляющее упражнение:
При расстоянии 8 см два заряженных тела отталкиваются с силой 2,5 мН. Если заряд первого тела равен 15 мкКл, то какой заряд у второго тела?

Предмет вопроса: Электростатика

Инструкция:
1) Величина силы взаимодействия между двумя точечными зарядами может быть вычислена с использованием закона Кулона. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению их величин и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула для вычисления такой силы выглядит следующим образом:
F = (k * |q1 * q2|) / r^2

Где F - сила взаимодействия, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между ними, k - коэффициент пропорциональности (равный 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2).

Подставляя данные из задачи, получим:
F = (9 * 10^9 * |9 * 10^-9 * 18 * 10^-6|) / (0.1)^2

Вычисляя выражение в числовом виде, получаем: F ≈ 36 Н.

2) По закону Кулона, сила взаимодействия между двумя одинаковыми зарядами может быть выражена как:

F = (k * q^2) / r^2

Где F - силавзаимодействия, q - величина зарядов, r - расстояние между ними, k - коэффициент пропорциональности (равный 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2).

Подставляя данные из задачи, получим:
144 * 10^-3 = (9 * 10^9 * q^2) / (0.1)^2

Решая уравнение, получаем значение заряда q = 2 * 10^-6 Кл.

3) По закону Кулона, сила взаимодействия между двумя зарядами может быть выражена как:

F = (k * |q1 * q2|) / r^2

Для нахождения второго заряда q2, необходимо перегруппировать формулу:
q2 = (F * r^2) / (k * q1)

Подставляя данные из задачи, получим:
q2 = (1.8 * 10^-3 * (0.05)^2) / (9 * 10^9 * 25 * 10^-9)

Вычисляя выражение, получим: q2 ≈ 0.4 Кл.

Совет:
Помните, что величина силы взаимодействия между зарядами зависит от их величин и расстояния между ними. Будьте внимательны при подстановке значений в формулы и не забывайте использовать систему единиц СИ.

Задача для проверки:
Определите силу взаимодействия между двумя точечными зарядами, если каждый из них равен 6 мКл, а расстояние между ними составляет 8 см. Ответ округлите до ближайшего значащего десятичного символа.