Закон Кулона и заряды
Какой был исходный заряд заряженного шарика, если при соприкосновении с незаряженным шариком на расстоянии 30
Какой был исходный заряд заряженного шарика, если при соприкосновении с незаряженным шариком на расстоянии 30 см они отталкиваются с силой 1 мн? Запишите ответ.
09.12.2023 16:56
Написать свой ответ:
Объяснение: Закон Кулона устанавливает, что сила взаимодействия двух заряженных объектов прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления силы взаимодействия между зарядами выглядит следующим образом:
F = k * (Q1 * Q2) / r^2
Где F - сила взаимодействия, Q1 и Q2 - заряды двух объектов, r - расстояние между ними, k - постоянная Кулона.
В данной задаче сила взаимодействия составляет 1 мн (меганьютон), а расстояние между шариками равно 30 см (или 0,3 м). Мы не знаем значения зарядов, но мы можем выразить их отношение:
1 мн = k * (Q1 * Q2) / (0,3 м)^2
k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2 - постоянная Кулона
Раскрывая скобки, получаем:
1 * 10^6 = k * Q1 * Q2 / 0,09
Теперь нам нужно найти произведение зарядов. Пока у нас нет полной информации, но мы можем предположить, что оба шарика имеют одинаковые заряды для простоты расчетов:
1 * 10^6 = k * Q^2 / 0,09
И теперь мы можем найти значение заряда, умножив обе стороны на 0,09 и извлекая квадратный корень:
Q^2 = (1 * 10^6 * 0,09) / k
Q = sqrt((1 * 10^6 * 0,09)/ k)
Теперь мы можем использовать известные значения и постоянную Кулона, чтобы найти исходный заряд шарика.
Решение: Подставляя известные значения, получаем:
Q = sqrt((1 * 10^6 * 0,09) / (9 * 10^9))
Q = sqrt(0,09 / 9)
Q = sqrt(0,01)
Q = 0,1 Кл
Ответ: Исходный заряд заряженного шарика составляет 0,1 Кл.
Совет: Чтобы лучше понять и запомнить закон Кулона и применять его в подобных задачах, полезно изучить основные понятия электростатики и принципы взаимодействия зарядов. Эксперименты с электризацией тел и взаимодействием зарядов на практике также помогут углубить понимание.
Дополнительное упражнение: Пусть два заряда Q1 и Q2 взаимодействуют друг с другом с силой 4 Н на расстоянии 2 м. Если заряд Q1 увеличить в 3 раза и заряд Q2 уменьшить в 2 раза, как изменится сила взаимодействия между ними?