Металлический шар, имеющий электрический заряд q1= 4 нКл привели в соприкосновение с др
таким же металлическим шаром, обладающем зарядом q2 =2 нКл. Какими стали заряды
после их разъединения? Выберите один правильный ответ
[2]
А) qi=- 2нКл, q2= -2 нКл В) qi=1нКл q2= 1 нКл
C) qi=- 4нКл, q2 = 2 нКл D) q= 1нКл а2=1 нКл E) q1= - 2нКл, q2= 4 нКл
Задание 5. Два шара с зарядами 6.7 нКли 0 133 нКл находятся на расстоянии 40 см друг от дру
вакууме.
а) Определить силу взаимодействия между шарами (k=9:10° H-м? Кл?).
[2
b) Как изменится сила взаимодействия между шариками если заряд одного из шариков увеличив
4 раза и одновременно уменьшить расстояние между телами в 4 раза?
1
с) Как изменится сила взаимодействия между шариками, если их поместить на том же расстоянии
спирт. Диэлектрическая проницаемость спирта равна 27.
Подставляя известные значения:
q1 = 4 нКл и q2 = 2 нКл, получаем уравнение: 4 нКл + 2 нКл = q1' + q2'
Решаем уравнение: 6 нКл = q1' + q2'
Таким образом, после разъединения суммарный заряд равен 6 нКл, то есть qi = 6 нКл и q2 = 6 нКл.
Ответ: qi = 6нКл, q2 = 6нКл (F)
2) а) Для определения силы взаимодействия между шарами, нужно использовать закон Кулона: F = k * (q1 * q2) / r^2, где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды шаров, r - расстояние между шарами.
Подставляем известные значения: k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2, q1 = 6.7 нКл, q2 = 133 нКл, r = 40 см = 0.4 м.
Решаем уравнение: F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (6.7 нКл * 133 нКл) / (0.4 м)^2
F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (6.7 * 133 * 10^-9 * 10^-9) / (0.4)^2
F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (893.1 * 10^-18) / 0.16
F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (141.744 * 10^-18) / 0.16
F = (9 * 141.744 * 10^-9 * 10^9 / 0.16) Н
F = 8.061 * 10^9 Н
Ответ: Сила взаимодействия между шарами равна 8.061 * 10^9 Н (а)
2) b) Если заряд одного из шаров увеличить в 4 раза, то новый заряд q1' = 4 * q1 = 4 * 6.7 нКл = 26.8 нКл.
Если одновременно уменьшить расстояние между шарами в 4 раза, то новое расстояние r' = r / 4 = 0.4 м / 4 = 0.1 м.
Теперь можно посчитать новую силу взаимодействия, используя тот же закон Кулона: F' = k * (q1' * q2) / r'^2
Подставляем известные значения: k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2, q1' = 26.8 нКл, q2 = 133 нКл, r' = 0.1 м.
Решаем уравнение: F' = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (26.8 нКл * 133 нКл) / (0.1 м)^2
F' = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (3574.4 * 10^-18) / 0.01
F' = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * (357.44 * 10^-15)
F' = (9 * 357.44 * 10^9 * 10^-6 / 0.01) Н
F' = 6.428 * 10^9 Н
Итак, сила взаимодействия между шарами увеличилась и стала равной 6.428 * 10^9 Н.
Ответ: Cила взаимодействия между шарами после изменений равна 6.428 * 10^9 Н (1)
3) Если поместить шары на расстоянии в спирте, нужно учитывать диэлектрическую проницаемость спирта (ε).
Новая сила взаимодействия между шарами будет: F" = F / ε, где F - сила взаимодействия в вакууме.
Подставляем известные значения: F = 8.061 * 10^9 Н, ε = 27.
Решаем уравнение: F" = (8.061 * 10^9) / 27
F" = 2.989 * 10^8 Н
Итак, сила взаимодействия между шарами после помещения их в спирт будет равна 2.989 * 10^8 Н.
Ответ: Сила взаимодействия между шарами в спирте равна 2.989 * 10^8 Н (E)