Який заряд має перша кулька, якщо дві однакові однойменно заряджені кульки, розташовані на відстані 0,9м одна

Тема занятия: Заряди і електростатика.

Пояснення: У даній задачі дано, що дві однакові однойменно заряджені кульки розташовані на відстані 0,9 м, і взаємодіють із силою 0,25 Н. Відповідно, виникає формула:

\[ F = \dfrac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2}, \]

де F - сила електростатичної взаємодії, k - електростатична постійна, q₁ і q₂ - заряди кульок, r - відстань між ними.

Оскільки кульки мають однаковий заряд, q₁ = q₂ = q, тому формулу можна спростити:

\[ F = \dfrac{k \cdot q^2}{r^2}.\]

Поділимо обидві частини рівняння на F, щоб знаходити заряд кульки:

\[ q^2 = \dfrac{F \cdot r^2}{k}, \]

\[ q = \sqrt{\dfrac{F \cdot r^2}{k}}.\]

Підставимо відомі значення (F = 0,25 Н і r = 0,9 м):

\[ q = \sqrt{\dfrac{0,25 \cdot 0,9^2}{k}}.\]

Заряд першої кульки буде дорівнювати значенню q.

Щоб знайти силу електростатичної взаємодії після торкання кульок, потрібно застосувати принцип суперпозиції. Після торкання кульок, вони мають однаковий заряд, відстань між ними дорівнює нулю. Використовуючи формулу для сили електростатичної взаємодії, отримаємо:

\[ F = \dfrac{k \cdot |q \cdot q|}{0^2} = \infty.\]

Отже, сила електростатичної взаємодії після торкання кульок стає нескінченно великою.

Приклад використання: Знайдіть заряд першої кульки, якщо відомо, що відстань між двома однаковими однойменно зарядженими кульками дорівнює 0,9 м, а сила електростатичної взаємодії між ними становить 0,25 Н. Також обчисліть силу електростатичної взаємодії після того, коли кульки торкнуться одна одної й знову розійдуться на таку саму відстань.

Порада: Щоб краще зрозуміти електростатику та взаємодію зарядів, можна вивчити закон Кулона та принцип суперпозиції. Рекомендується прочитати літературу або переглянути відеоуроки з цієї теми.

Вправа: Знайдіть заряд першої кульки, якщо відстань між двома однаковими однойменно зарядженими кульками складає 1,2 м, а сила електростатичної взаємодії між ними дорівнює 0,36 Н. Обчисліть силу електростатичної взаємодії після торкання кульок, якщо вони знову розійдуться на таку саму відстань.