Закон Кулона и взаимодействие заряженных
Определите силу взаимодействия двух заряженных шариков, которые содержат по 10^10 избыточных электронов на каждом
Определите силу взаимодействия двух заряженных шариков, которые содержат по 10^10 избыточных электронов на каждом. Выразите ответ в микроньютонах, округлив до десятых. Предположите, что заряженные шарики являются точечными зарядами. Известно, что диэлектрическая проницаемость воздуха равна 1, коэффициент пропорциональности в законе Кулона равен 9⋅10^9 Н⋅м^2/ Кл^2, а элементарный заряд равен 1,6⋅10^-19.
23.11.2023 16:03
Написать свой ответ:
Пояснение: Закон Кулона описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Формула для расчета такой силы приведена ниже:
F = k * (|q1 * q2| / r^2),
где F - сила взаимодействия между зарядами q1 и q2, k - коэффициент пропорциональности (9⋅10^9 Н⋅м^2/ Кл^2), r - расстояние между зарядами.
В данной задаче у нас два заряженных шарика, содержащих по 10^10 избыточных электронов на каждом. Заряд электрона составляет 1,6⋅10^-19 Кл. Получаем, что заряд каждого шарика равен:
q = (10^10) * (1,6⋅10^-19 Кл) = 1,6⋅10^(-9) Кл.
Предполагаем, что расстояние между шариками достаточно большое по сравнению с их размерами, поэтому его можно считать бесконечно большим.
Подставляя значения в формулу, получаем:
F = (9⋅10^9 Н⋅м^2/ Кл^2) * ((1,6⋅10^(-9) Кл)^2) / r^2.
Для округления ответа до десятых микроньютона выберем нулевую точность. Итак, сила взаимодействия двух заряженных шариков составляет:
F = (9⋅10^9 Н⋅м^2/ Кл^2) * ((1,6⋅10^(-9) Кл)^2) / r^2 = 2,304 мкН.
Совет: При решении подобных задач важно выразить все данные в СИ, чтобы получить корректный ответ. Также помните, что заряды того же знака отталкиваются, а заряды разного знака притягиваются.
Практика: Определите силу взаимодействия двух заряженных шариков, если у одного шарика избыток положительных зарядов на 2⋅10^(-10) Кл, а у другого избыток отрицательных зарядов на 5⋅10^(-10) Кл. Расстояние между шариками равно 0,5 м. Ответ выразите в миллиньютонах, округлив до сотых.