Какова сила взаимодействия между двумя заряженными шариками, каждый из которых имеет избыток N = 10 в 20 степени

Содержание вопроса: Взаимодействие заряженных шариков

Разъяснение: Для определения силы взаимодействия между двумя заряженными шариками применяется закон Кулона. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия пропорциональна произведению величин зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Дано: избыток электронов на каждом шарике N = 10 в 20 степени электронов, расстояние между шариками r = 5 см, диэлектрическая проницаемость воздуха e = 1, коэффициент пропорциональности в законе Кулона K = 9•10 в 9 степени Н•м2/Кл2, и элементарный заряд е = 1.6•10 в -19 степени Кл.

Сначала нужно найти величину заряда шарика. Так как на каждом шарике имеется избыток N = 10 в 20 степени электронов, то заряд шарика можно выразить как q = N * e.

q = 10 в 20 степени * 1.6•10 в -19 степени Кл = 16•10 в 1 степени Кл = 16 Кл

Затем можно вычислить силу взаимодействия между шариками с использованием закона Кулона:

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

где F - сила взаимодействия между шариками, K - коэффициент пропорциональности в законе Кулона, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между шариками.

F = (9•10 в 9 степени Н•м2/Кл2 * 16 Кл^2) / (0.05 м^2)

F = 1440 мН

Ответ: Сила взаимодействия между двумя заряженными шариками составляет 1440 мкН.

Совет: Для лучшего понимания знака силы взаимодействия между заряженными телами, рекомендуется запомнить, что одинаковые знаки зарядов (положительные или отрицательные) притягиваются, а разные знаки отталкиваются. Также полезно запомнить формулу закона Кулона и учесть соответствующие величины при расчётах.

Закрепляющее упражнение: Найти силу взаимодействия между двумя шариками, если заряд каждого шарика равен 8 Кл, а расстояние между ними равно 10 м. (ответ округлить до целых).