Как изменится сила взаимодействия между двумя одинаковыми заряженными шариками с зарядом 2q и 10 одинаковыми знаками

Тема урока: Сила взаимодействия между заряженными шариками

Описание:
Сила взаимодействия между двумя заряженными телами определяется законом Кулона. Этот закон гласит, что сила между двумя заряженными телами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула, позволяющая рассчитать силу взаимодействия, выглядит следующим образом:
Ф = (k * |q1 * q2|) / r^2,
где Ф - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (равная примерно 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между ними.

В данной задаче имеются два шарика с зарядами 2q и одинаковыми знаками, поэтому их произведение зарядов будет равно (2q)^2 = 4q^2.

Когда шарики сближаются на расстояние r, расстояние между ними уменьшается. Если заметим, что расстояние стало вдвое меньше (r/2), то расстояние в знаменателе (r^2) уменьшилось в 4 раза. Значит, сила взаимодействия увеличится в 4 раза. То есть, если изначальная сила взаимодействия равна F₀, то после сближения она будет рассчитываться по формуле:
F = 4 * F₀.

Когда шарики возвращаются в исходное положение, расстояние между ними становится равным исходному расстоянию r, и сила взаимодействия также вернется к исходному значению F₀.

Получается, что сила взаимодействия между двумя одинаковыми заряженными шариками с зарядом 2q и 10 одинаковыми знаками увеличивается в 4 раза при сближении на расстояние r и возвращается к исходному значению при возврате в исходное положение.

Дополнительный материал:
Если изначальная сила взаимодействия F₀ равна 10 Н, то после сближения она будет равна 4 * 10 = 40 Н.

Совет:
Для лучшего понимания данного топика, рекомендуется ознакомиться с основными принципами электростатики, законом Кулона и понятием заряда.

Задание:
Два одинаковых заряженных шарика с зарядом 3q и одинаковыми знаками сближаются на расстояние 0.1 м. Введите формулу и рассчитайте силу взаимодействия между ними.