Каков модуль заряда каждого шарика, если два маленьких шарика, имеющие одинаковые по модулю заряды, взаимодействуют

Тема: Закон Кулона и модуль электрического заряда

Инструкция: Закон Кулона устанавливает, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически, это можно выразить следующим образом:

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

где F - сила взаимодействия, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между ними, k - постоянная пропорциональности.

В данной задаче известны сила взаимодействия (2,2 мН), расстояние (50 см) и диэлектрическая проницаемость трансформаторного масла. Мы ищем модуль заряда каждого шарика.

Для решения этой задачи, мы можем использовать формулу Закона Кулона и переконвертировать единицы измерения силы в Ньютонах (Н), а расстояния в метры (м), так как СИ единицы используются для этих параметров.

Модуль заряда можно найти, изолируя его в формуле Закона Кулона:

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

|q1| = (2,2 мН * (0,5 м)^2) / (k * |q2|)

Величина постоянной пропорциональности k зависит от свойств пространства, где находятся заряды. В данной задаче, так как шарики находятся в трансформаторном масле, мы должны использовать значение диэлектрической проницаемости (ή):

|q1| = (2,2 мН * (0,5 м)^2) / (ή * |q2|)

Например: Найдем модуль заряда каждого шарика, если диэлектрическая проницаемость трансформаторного масла составляет 2.3 * 10^-1 Ф/м:

|q1| = (2,2 мН * (0,5 м)^2) / (2,3 * 10^-1 Ф/м * |q2|)

Совет: Для лучшего понимания электростатики, полезно изучить основы электрического заряда, полей и взаимодействия. Используйте реальные примеры и практические задачи для закрепления понимания данной темы.

Проверочное упражнение: Если два шарика взаимодействуют с силой 3 Н при нахождении на расстоянии 0,2 м друг от друга, и между ними находится воздух с диэлектрической проницаемостью 1. Каков модуль заряда каждого шарика?