2. В вакууме на расстоянии 5 см друг от друга находятся две капельки воды, имеющие нейтральный заряд. Перенесли

Тема: Заряды и силы взаимодействия
Объяснение:
а) Чтобы найти заряды на каждой из капельек, мы должны знать элементарный заряд (e) - это заряд одного электрона или протона, который составляет -1,6 × 10^(-19) Кл. Поскольку было перенесено 108 электронов с одной капельки на другую, общий заряд перенесенных электронов с одной капельки на другую будет равен (108 * -1,6 × 10^(-19)) Кл. Так как начально капельки имели нейтральный заряд, и мы перенесли электроны со второй на первую капельку, то заряд на первой капельке будет равен (108 * -1,6 × 10^(-19)) Кл, а заряд на второй капельке будет равен 0, так как с нее были извлечены электроны.

б) Сила взаимодействия между двумя заряженными капельками определяется законом Кулона. Закон Кулона гласит, что сила пропорциональна произведению зарядов на капельках и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для расчета силы взаимодействия: F = (k * q1 * q2) / r^2, где F - сила взаимодействия, k - постоянная кулона (9 * 10^9 Nm^2/C^2), q1 и q2 - заряды капельки, r - расстояние между капельками. В данной задаче заряд одной капельки равен (108 * -1,6 × 10^(-19)) Кл, а заряд другой капельки равен 0. Расстояние между капельками равно 5 см или 0,05 метра. Подставляем значения в формулу и находим значение силы взаимодействия.

в) Чтобы расстояние между капельками было таким, чтобы модули сил взаимодействия стали равными 2,3 * 10^(-10) Кл, мы должны решить уравнение F = (k * q1 * q2) / r^2 относительно расстояния r. Подставляем известные значения (заряд одной из капельки, заряд другой капельки и силу взаимодействия) в уравнение и находим значение расстояния r.

Дополнительный материал:
а) Заряд на первой капельке: (108 * -1,6 × 10^(-19)) Кл.
Заряд на второй капельке: 0 Кл.

б) Сила взаимодействия между капельками: [рассчет силы]

в) Расстояние между капельками для равных модулей сил: [рассчет расстояния]

Совет: В данной задаче важно помнить правило сохранения заряда и использовать формулу закона Кулона для расчета силы взаимодействия. Также будьте внимательны при единицах измерения и обратите внимание на знаки зарядов.

Задание для закрепления: Если заряд одной капли воды составляет 2 * 10^(-6) Кл, как изменится сила взаимодействия между каплями, если расстояние между ними увеличится в 2 раза? (применить закон Кулона)