Яку силу струму потрібно мати в кожному провіднику, якщо вони розташовані паралельно один одному на відстані
Яку силу струму потрібно мати в кожному провіднику, якщо вони розташовані паралельно один одному на відстані 8,7 см, притягуються силою 2,5 · 10-2 н, мають довжину 320 см і спрямовані в один бік? Припустимо, що провідники розташовані у вакуумі.
16.11.2023 22:02
Разъяснение:
Для решения этой задачи необходимо использовать закон Кулона, формула которого выражает взаимодействие между двумя заряженными телами. Закон Кулона гласит, что сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна величине зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
В данной задаче у нас имеются два проводника, расположенные параллельно на расстоянии 8,7 см друг от друга. Сила притяжения между ними составляет 2,5 · 10-2 ньютонов, длина проводников равна 320 см, и они направлены в одну сторону.
По формуле закона Кулона можно найти силу тока в каждом проводнике. Формула этого закона выглядит следующим образом:
F = k * (q1 * q2) / r^2
где F - сила взаимодействия между проводниками,
k - постоянная Кулона,
q1 и q2 - заряды проводников,
r - расстояние между проводниками.
Расстояние между проводниками составляет 8,7 см, или 0,087 метров. Значение силы задано - 2,5 · 10-2 ньютонов.
Также нам дано, что проводники находятся в вакууме, что означает, что постоянная Кулона k равна 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2.
Подставив известные значения в формулу закона Кулона, мы можем найти заряды проводников.
Пример:
Задача: Какую силу тока нужно иметь в каждом проводнике, если они расположены параллельно друг другу на расстоянии 8,7 см и притягиваются силой 2,5 * 10^-2 Н, имеют длину 320 см и направлены в одну сторону? Проводники находятся в вакууме.
Решение:
Расстояние между проводниками r = 8,7 см = 0,087 м
Сила взаимодействия между проводниками F = 2,5 * 10^-2 Н
Длина проводников L = 320 см = 3,2 м
Постоянная Кулона k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2
Используя формулу закона Кулона, мы можем выразить заряды проводников:
F = k * (q1 * q2) / r^2
q1 * q2 = (F * r^2) / k
q1 = (F * r^2) / (k * q2)
Используя известные значения и решив уравнение, найдем заряд q1:
q1 = (2,5 * 10^-2 * (0,087)^2) / (9 * 10^9 * q2)
Далее можно решить это уравнение для нахождения заряда q1, и зная q1, можно вычислить значение q2.
Совет:
Для лучшего понимания и запоминания формулы закона Кулона рекомендуется изучить его происхождение, а также провести несколько практических примеров, чтобы закрепить полученные знания.
Закрепляющее упражнение:
Найдите заряды каждого проводника, если в данной задаче сила взаимодействия между ними равна 3 * 10^-3 Н, а расстояние между ними составляет 6 см. Проводники находятся в вакууме.
Разъяснение:
Для решения данной задачи мы можем использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя зарядами прямо пропорциональна их зарядам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
В данном случае у нас есть два проводника с неизвестной силой тока, расположенные параллельно друг другу на расстоянии 8,7 см (0,087 м). Мы знаем, что они притягиваются силой 2,5 * 10^(-2) Н (ньютон). Длина проводников составляет 320 см (3,2 м).
Сила притяжения между проводниками вызвана влиянием тока, протекающего через них. Исходя из этого, мы можем использовать закон Кулона для определения силы тока.
Используя формулу для силы Кулона, F = (k * q1 * q2) / r^2, где F - сила, k - электростатическая постоянная (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды проводников, r - расстояние между ними, мы можем найти силу тока в каждом проводнике.
Учитывая, что проводники розташовані у вакуумі, заряды обоих проводников будут равными. Тогда мы можем записать формулу в виде I = (F * r^2) / (k * l), где I - сила тока, r - расстояние, l - длина проводника. Подставляя известные значения, мы можем рассчитать силу тока в каждом проводнике.
Дополнительный материал:
Узнать силу тока, используя закон Кулона и известные значения:
- F = 2,5 * 10^(-2) Н
- r = 0,087 м
- l = 3,2 м
Сначала найдем квадрат расстояния: r^2 = (0,087 м)^2 = 0,007569 м^2.
Затем подставим значения в формулу: I = (2,5 * 10^(-2) Н * 0,007569 м^2) / (9 * 10^9 Н * м^2/Кл^2 * 3,2 м).
После расчетов получаем, что сила тока в каждом проводнике составляет примерно 5,25 * 10^(-11) А.
Совет:
Для лучшего понимания материала рекомендуется ознакомиться с основами электростатики, включая закон Кулона и понятие силы тока. Важно также понимать единицы измерения и использовать соответствующие формулы при решении задач.
Закрепляющее упражнение:
Если в задаче длина проводников была изменена на 2,5 м, какова была бы сила тока в каждом проводнике?