Два одинаковых шарика взаимодействуют в вакууме с силой 300 мН, находясь на расстоянии 0,1 м друг от друга. Найдите заряды шариков. ответ запишите в мкКл.
Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые физические законы и формулы, а именно:
1) Закон Кулона, который гласит: сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
F = (k * q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия между зарядами, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды двух тел, r - расстояние между зарядами.
2) Закон сохранения заряда, который гласит, что алгебраическая сумма всех зарядов в замкнутой системе всегда равна нулю.
По условию задачи, два одинаковых шарика взаимодействуют между собой с силой величиной 300 мН (миллиньютон). Расстояние между шариками составляет 0,1 м (метр). Нам нужно найти заряды этих шариков.
Для начала, мы можем выразить силу взаимодействия через величины зарядов и расстояние между шариками, используя закон Кулона. Для этого необходимо найти неизвестные заряды q1 и q2.
1) Закон Кулона, который гласит: сила притяжения или отталкивания между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними:
F = (k * q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия между зарядами, k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды двух тел, r - расстояние между зарядами.
2) Закон сохранения заряда, который гласит, что алгебраическая сумма всех зарядов в замкнутой системе всегда равна нулю.
По условию задачи, два одинаковых шарика взаимодействуют между собой с силой величиной 300 мН (миллиньютон). Расстояние между шариками составляет 0,1 м (метр). Нам нужно найти заряды этих шариков.
Для начала, мы можем выразить силу взаимодействия через величины зарядов и расстояние между шариками, используя закон Кулона. Для этого необходимо найти неизвестные заряды q1 и q2.
F = (k * q1 * q2) / r^2
Подставляем известные значения:
300 мН = (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2) * (q1 * q2) / (0,1 м)^2
Упростим формулу:
300 мН = (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2) * (q1 * q2) / 0,01 м^2
Переместим все известные значения и заряды в одну часть, чтобы оставить только неизвестные заряды:
(q1 * q2) = (300 мН * 0,01 м^2) / (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2)
(q1 * q2) = 300 мН * 0,01 м^2 / 9 * 10^9 Н м^2/Кл^2
(q1 * q2) = 0,03 мН * м^2 / 9 * 10^9 Н м^2/Кл^2
(q1 * q2) = 0,03 / 9 * 10^9 мН * м^2 / Н м^2/Кл^2
(q1 * q2) = 0,03 / 9 * 10^9 Кл
(q1 * q2) = 3,33 * 10^-12 Кл
Из формулы закона сохранения заряда, мы знаем, что сумма зарядов всегда равна нулю:
q1 + q2 = 0
Теперь нам нужно найти отдельные значения зарядов q1 и q2. Мы знаем, что сумма зарядов равна нулю, поэтому:
q1 = -q2
Подставляем это выражение в предыдущую формулу:
(-q2)^2 = 3,33 * 10^-12 Кл
q2^2 = 3,33 * 10^-12 Кл
q2 = ± √(3,33 * 10^-12 Кл)
q2 = ± 5,76 * 10^-6 Кл (в мкКл)
Таким образом, заряды шариков равны -5,76 * 10^-6 Кл и +5,76 * 10^-6 Кл (в мкКл).