Какое расстояние нужно выбрать между третьим зарядом и системой, состоящей из зарядов q1 = 1,8×10−7 Кл и q2 = 7,2×10−7

Содержание вопроса: Закон Кулона и равновесие

Инструкция: Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона и концепцию равновесия электрических зарядов. Закон Кулона устанавливает, что сила взаимодействия между двумя зарядами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Используя этот закон, мы можем определить силу взаимодействия между системой зарядов q1 и q2, и третьим зарядом. Для того чтобы система находилась в равновесии, сила, действующая на третий заряд, должна быть равна нулю.

Мы можем записать это в математической форме:

F1 = F2

Где F1 - сила взаимодействия между третьим зарядом и зарядом q1, а F2 - сила взаимодействия между третьим зарядом и зарядом q2.

Сила взаимодействия между двумя зарядами определяется следующей формулой:

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

Где k - электростатическая постоянная, q1 и q2 - заряды зарядов, а r - расстояние между ними.

Используя значения зарядов q1 и q2 и искомое расстояние r, мы можем решить систему уравнений и найти значение третьего заряда и расстояния r.

Чтобы определить, будет ли положение равновесия устойчивым или нет, необходимо проанализировать знаки зарядов. Если третий заряд имеет тот же знак, что и система зарядов q1 и q2, то положение равновесия неустойчиво. Если третий заряд имеет противоположный знак, то положение равновесия устойчиво.

Демонстрация: Решим задачу. Дано: q1 = 1,8×10−7 Кл, q2 = 7,2×10−7 Кл. Найдем расстояние r и заряд третьего заряда. Коэффициентом k считаем 9 * 10^9 Н * м^2 * Кл^-2.

F1 = F2
k * (q1 * q3) / r^2 = k * (q2 * q3) / r^2
q1 * q3 = q2 * q3
1,8×10−7 * q3 = 7,2×10−7 * q3
1,8×10−7 = 7,2×10−7
1,8 = 7,2

Оба уравнения, так как заряд q3 = 0. Значит, третий заряд равен нулю и расстояние r может быть любым значением.

Совет: Для лучшего понимания этой темы, вам может быть полезно рассмотреть еще больше примеров задач, использующих закон Кулона. Также обратите внимание на знаки зарядов при анализе устойчивости положения равновесия.

Упражнение: Даны заряды q1 = 5×10−6 Кл и q2 = -2×10−6 Кл. Найдите расстояние между ними и заряд третьего заряда, чтобы система находилась в равновесии. Следует ли положение равновесия быть устойчивым?