Question

Две капельки воды, имеющие одинаковые заряды, находятся на расстояние 3 см друг от друга. каков заряд каждой капельки, если сила отталкивания между ними равна 2,5 мкн?
подробно с решением

Answer 1

Для решения данной задачи, нам понадобится использовать закон Кулона, который гласит: сила между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Формула для закона Кулона имеет вид:
F = k*q1*q2/r^2,

где F - сила взаимодействия между зарядами,
k - постоянная Кулона (равна 9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2),
q1 и q2 - величины зарядов капельки воды,
r - расстояние между капельками.

В нашей задаче известны следующие данные:
F = 2.5 * 10^-6 Н,
r = 0.03 м.

Теперь мы можем подставить эти значения в формулу Кулона и решить ее относительно зарядов капельки воды.

2.5 * 10^-6 = (9 * 10^9) * q1 * q2 / (0.03)^2.

Для упрощения расчетов, заменим числитель правой части выражения на A:
A = 9 * 10^9 * 0.03^2,

тогда наше уравнение станет:
2.5 * 10^-6 = A * q1 * q2.

Для нахождения величин зарядов капельки воды, нам необходимо предположить, что они имеют одинаковые заряды, то есть q1 = q2 = q.

Теперь мы можем подставить это предположение в уравнение:
2.5 * 10^-6 = A * q * q,

или
2.5 * 10^-6 = A * q^2.

Для нахождения значения заряда капельки воды, нам нужно решить это квадратное уравнение относительно q.

Для того чтобы решить это уравнение, сначала найдем значение A:
A = 9 * 10^9 * 0.03^2 = 8.1 * 10^6.

Теперь подставим значение A в уравнение:
2.5 * 10^-6 = 8.1 * 10^6 * q^2.

Для решения уравнения, разделим обе части на 8.1 * 10^6:
q^2 = (2.5 * 10^-6) / (8.1 * 10^6).

Выполним арифметические операции:
q^2 = 0.308 * 10^-12.

Теперь возьмем квадратный корень из обеих частей уравнения:
q = √(0.308 * 10^-12).

Вычислим значение подкоренного выражения:
q = 1.756 * 10^-6 Кл.

Таким образом, каждая капелька воды имеет заряд 1.756 * 10^-6 Кл.