Какова сила отталкивания между зарядами 2.1*10^-9 Кл и 3*10^-9 Кл, находящимися в керосине на расстоянии
Какова сила отталкивания между зарядами 2.1*10^-9 Кл и 3*10^-9 Кл, находящимися в керосине на расстоянии 3мм (диэлектрическая проницаемость керосина 2, k=9*10^9 Н*м^2/Кл^2)?
30.11.2023 00:12
Пояснение: Для решения этой задачи мы можем использовать Закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Формула для силы отталкивания между зарядами в вакууме выглядит следующим образом:
F = k * |q1 * q2| / r^2,
где F - сила, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, а r - расстояние между зарядами.
Однако, в данной задаче заряды находятся в керосине, поэтому мы должны учесть диэлектрическую проницаемость среды, обозначенную как k.
Таким образом, формула для силы взаимодействия с учетом диэлектрической проницаемости будет:
F = k * |q1 * q2| / (k * r^2),
где r - расстояние между зарядами, k - диэлектрическая проницаемость среды.
Подставляя известные значения в формулу, имеем:
F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * |2.1 * 10^-9 Кл * 3 * 10^-9 Кл| / (2 * 3 * 10^-3 м)^2.
После упрощения и вычислений получаем, что сила отталкивания между зарядами составляет примерно 1.575 Н.
Совет: При решении задач по физике, особенно связанных с Законом Кулона, важно внимательно читать условие задачи и использовать правильные значения постоянных (таких как постоянная Кулона) и единиц измерения. Также полезно проверить ответ, используя единицы измерения и размерности, чтобы убедиться, что ответ имеет правильные размерности и порядок. Если вопросов остается, не стесняйтесь задавать их учителю или преподавателю.
Упражнение: Если заряды изменятся на величину в 2 раза, а расстояние между ними будет уменьшено в 3 раза, как изменится сила взаимодействия между ними? Подсказка: используйте Закон Кулона с учетом изменений величин.
Пояснение: Сила отталкивания между двумя зарядами может быть определена с использованием закона Кулона. Закон Кулона гласит, что сила (F) между двумя точечными зарядами (q1 и q2) прямо пропорциональна величине каждого заряда и обратно пропорциональна квадрату расстояния (r) между ними. Математически это можно записать так:
F = (k * |q1 * q2|) / (r^2),
где k - постоянная Кулона, |q1| и |q2| - величина зарядов, r - расстояние между зарядами.
В данной задаче у нас есть два заряда: q1 = 2.1*10^-9 Кл и q2 = 3*10^-9 Кл, а также расстояние между ними r = 3мм = 3*10^-3 м. Также нам дана диэлектрическая проницаемость керосина k = 2, и постоянная Кулона k = 9*10^9 Н*м^2/Кл^2.
Подставляя значения в формулу, получим:
F = (k * |q1 * q2|) / (r^2) = (9*10^9 Н*м^2/Кл^2 * |2.1*10^-9 Кл * 3*10^-9 Кл|) / ((3*10^-3 м)^2).
Решая эту задачу, получим значение силы отталкивания между зарядами в керосине.
Доп. материал:
У нас есть два заряда, один равен 2.1*10^-9 Кл, а второй - 3*10^-9 Кл. Они находятся в керосине на расстоянии 3мм, а диэлектрическая проницаемость керосина равна 2, а постоянная Кулона равна 9*10^9 Н*м^2/Кл^2. Мы можем использовать формулу силы отталкивания:
F = (k * |q1 * q2|) / (r^2),
где k = 9*10^9 Н*м^2/Кл^2, q1 = 2.1*10^-9 Кл, q2 = 3*10^-9 Кл и r = 3мм.
Совет: Для лучшего понимания максимально упрощайте формулы на более ранних этапах. Например, упрощайте значения зарядов и расстояния до чисел, с которыми вам удобно работать. Также помните о знаках зарядов - положительные заряды отталкиваются, а отрицательные притягиваются.
Задание: Найдите силу отталкивания между двумя зарядами, если у них значения q1 = 4*10^-6 Кл и q2 = 6*10^-6 Кл, а расстояние между ними r = 5 см. Диэлектрическая проницаемость среды равна 3, а постоянная Кулона k = 9*10^9 Н*м^2/Кл^2.