Які були початкові заряди кульок, якщо дві однакові металеві кульки були заряджені позитивно, причому заряд однієї

Содержание: Заряди кульок и сила кулоновского взаимодействия

Инструкция: Давайте решим данную задачу пошагово. Пусть заряды двух кульок будут обозначены как Q1 и Q2, где Q1 - это заряд первой кульки, Q2 - заряд второй кульки. Из условия задачи известно, что заряд одной кульки (допустим, Q1) в пять раз больше, чем заряд другой кульки (Q2). Математически это можно записать как Q1 = 5Q2.

Также из условия задачи известно, что после столкновения и отталкивания кульки отодвинулись на расстояние 15 см. Из силы кулоновского взаимодействия между кульками можно выразить это расстояние следующим образом:

F = k * |Q1 * Q2| / r^2,

где F - сила кулоновского взаимодействия, k - постоянная кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), r - расстояние между кульками.

Заметим, что после столкновения знак силы взаимодействия между кульками поменялся с положительного на отрицательный, так как они разной полярности. Поэтому при решении задачи мы можем не учитывать знак силы.

Теперь, используя уравнение F = k * |Q1 * Q2| / r^2, исключим F и подставим известные значения Q1, Q2 и r:

k * |Q1 * Q2| / r^2 = k * |(5Q2) * Q2| / (0.15^2).

Далее, решаем полученное уравнение относительно Q2. Упрощаем выражение и находим значение Q2:

Q2 = 0.15 * sqrt(5).

Таким образом, значение заряда Q2 равно 0.15 * sqrt(5). Для нахождения заряда Q1, умножим значение Q2 на 5:

Q1 = 5 * Q2 = 5 * 0.15 * sqrt(5).

Таким образом, начальные заряды кульок равны Q1 = 0.75 * sqrt(5) и Q2 = 0.15 * sqrt(5).

Совет: Чтобы лучше понять это задание, полезно знать основы электростатики и формулу для силы кулоновского взаимодействия. Также полезно разобрать несколько подобных задач с похожими условиями, чтобы лучше понять логику решения.

Закрепляющее упражнение: Если заряды кульок из задачи равны Q1 = 1 мкКл и Q2 = 0.2 мкКл, а расстояние между ними равно r = 10 см, найдите силу кулоновского взаимодействия между кульками.