Question

Физика Задача Два шарика с зарядами 2 мкКл и -4,8 мкКл, находящиеся на 20 см друг от друга, привели в соприкосновение, а затем развели на прежнее расстояние. Во сколько раз уменьшилась сила взаимодействия между ними?​

Answer 1

Добрый день! Я рад стать вашим учителем и помочь разобраться с этой задачей по физике.

Чтобы найти, во сколько раз уменьшилась сила взаимодействия между шариками, нам необходимо использовать закон Кулона. Закон Кулона описывает силу взаимодействия между заряженными телами и формулируется следующим образом:

F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (около 9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), |q1| и |q2| - модули зарядов шариков, r - расстояние между ними.

Для начала, давайте найдем значение силы взаимодействия до приведения шариков в соприкосновение. Из условия задачи мы знаем, что модули зарядов шариков равны 2 мкКл и -4,8 мкКл соответственно, а расстояние между ними составляет 20 см. Подставим эти значения в формулу:

F1 = (9 * 10^9) * (|2 * 10^(-6)| * |4,8 * 10^(-6)|) / (0,2)^2,

где 10^(-6) - это эквивалент микро- (мк), а ^2 - означает возведение в квадрат.

Теперь найдем значение силы взаимодействия после приведения шариков в соприкосновение. По закону сохранения заряда общий заряд системы останется неизменным и равным 2 мкКл - 4,8 мкКл = -2,8 мкКл. Разделим полученный заряд на 2 шарика и получим, что каждый из шариков имеет заряд -1,4 мкКл. Следовательно, сила взаимодействия после приведения шариков в соприкосновение будет:

F2 = (9 * 10^9) * (|-1,4 * 10^(-6)| * |-1,4 * 10^(-6)|) / (0,2)^2.

Теперь, чтобы найти, во сколько раз уменьшилась сила взаимодействия между шариками, нам необходимо разделить силу взаимодействия до приведения на силу взаимодействия после приведения:

Уменьшение силы = F1 / F2.

Вычислим числитель и знаменатель, подставляя значения силы взаимодействия до и после приведения шариков:

Уменьшение силы = ((9 * 10^9) * (2 * 10^(-6)) * (4,8 * 10^(-6))) / (0,2)^2
/ ((9 * 10^9) * (1,4 * 10^(-6)) * (1,4 * 10^(-6))) / (0,2)^2.

Здесь можно заметить, что в числителе и знаменателе присутствуют одинаковые значения постоянной Кулона и квадрата расстояния (которое также осталось неизменным). Поэтому эти значения упрощаются и искомое значение уменьшения силы можно записать следующим образом:

Уменьшение силы = (2 * 4,8) / (1,4 * 1,4).

Теперь вычислим это выражение:

Уменьшение силы = 9,6 / 1,96.
≈ 4,89796.

Ответ: Сила взаимодействия между шариками уменьшилась примерно в 4,89796 раз (или можно округлить до 4,9).

Я надеюсь, что мое пояснение помогло вам понять, как решать эту задачу. Если у вас все еще остались вопросы, не стесняйтесь задавать их!