Если два заряда взаимодействуют в воздухе, а затем помещаются в воду (ε = 81), при сохранении расстояния между ними

Тема вопроса: Закон Кулона и изменение силы взаимодействия

Описание: Закон Кулона устанавливает, что сила кулоновского взаимодействия между двумя зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически, это можно записать как:

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

где F - сила взаимодействия, q1 и q2 - заряды, r - расстояние между зарядами, k - электростатическая постоянная.

При перемещении зарядов из воздуха в воду, значение электростатической постоянной меняется. В воздухе электростатическая постоянная равна k0, а в воде она становится k1 (k0 = 1/4πε0, k1 = 1/4πε1, где ε0 - электрическая проницаемость воздуха, ε1 - электрическая проницаемость воды).

Из формулы F = k * (q1 * q2) / r^2 следует, что изменение электростатической постоянной приведет к изменению силы взаимодействия. Водная среда имеет большую электрическую проницаемость (ε1 > ε0), поэтому электростатическая постоянная в воде будет больше, чем в воздухе (k1 > k0).

Доп. материал: Для этой задачи, при сохранении расстояния между зарядами, сила кулоновского взаимодействия увеличится в k1/k0 = ε1/ε0 = 81 раз. Таким образом, правильный ответ: а) Увеличится в 81 раз.

Совет: Если вам необходимо вычислить силу кулоновского взаимодействия в разных средах, не забудьте учесть разные значения электростатической постоянной для каждой среды. Запомните, что с изменением электрической проницаемости среды меняется и величина силы взаимодействия.

Закрепляющее упражнение: Есть два заряда: один с зарядом 5 Кл и другой с зарядом -2 Кл. Расстояние между зарядами равно 3 м. Какая будет сила кулоновского взаимодействия между ними в воздухе (ε = ε0)? (Ответ округлите до ближайшего целого числа).