a) Для определения силы взаимодействия между телами, мы можем использовать закон Кулона. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия F между двумя точечными зарядами равна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это можно записать следующим образом:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды тел, r - расстояние между ними.
В нашем случае, q1 = 2∙10^(-6)Кл, q2 = 4∙10^(-9)Кл и r = 1 м. Подставим эти значения в формулу:
Произведение в числителе и знаменателе можно сократить:
F = 9∙10^9 Н * 8∙10^(-15) м^2.
Подсчитаем выражение:
F = 72∙10^(-6) Н.
Ответ: Сила взаимодействия между телами равна 72∙10^(-6) Н.
b) При помещении тел в диэлектрик (парафин), сила взаимодействия между ними будет изменяться. Изменение силы взаимодействия определяется диэлектрической проницаемостью исходного и нового вещества. Формула для расчета изменения силы взаимодействия в диэлектрике:
F' = F / ε,
где F' - новая сила взаимодействия, F - исходная сила взаимодействия, ε - относительная диэлектрическая проницаемость нового вещества.
В нашем случае, ε = 2. Подставляем значения в формулу:
F' = 72∙10^(-6) Н / 2.
Выполняем вычисления:
F' = 36∙10^(-6) Н.
Ответ: Сила взаимодействия между телами в парафине составляет 36∙10^(-6) Н.
с) Для расчета изменения силы взаимодействия при изменении расстояния между телами, мы можем использовать ту же формулу, что и в пункте a), но с новым значением расстояния r.
F' = k * (q1 * q2) / r'^2,
где F' - новая сила взаимодействия, r' - новое расстояние между телами.
В данном случае, r' = (1 м) / 3.
Подставим значения в формулу:
F' = 9∙10^9 Н∙м^2 / Кл^2 * (2∙10^(-6) Кл * 4∙10^(-9) Кл) / [(1 м / 3)^2].
Вопрос о втором начале термодинамики относится к области физики и изучает превращение энергии в термодинамических процессах. Давайте разберем каждый вариант ответа по отдельности и найдем правильный ответ.
Вариант A: ... направленность термодинамических процессов в замкнутых системах
Этот вариант ответа не обязательно верен, так как направленность термодинамических процессов в замкнутых системах зависит от условий и свойств системы. Направленность может быть разной и не всегда указывает на второе начало термодинамики.
Вариант B: ... сохранение энергии в термодинамических процессах
Этот вариант ответа также не является полностью верным, так как второе начало термодинамики в основном связано с превращением энергии из одного вида в другой, а не обязательно с сохранением энергии.
Вариант C: ... превращение энергии из одного вида в другой в термодинамике
Этот вариант ответа более близок к правильному ответу. Второе начало термодинамики говорит о том, что в замкнутой системе внутренняя энергия может преобразовываться самопроизвольно в работу. Это означает, что энергия может переходить из одного вида в другой в термодинамических процессах.
Таким образом, правильный ответ на вопрос 3 - вариант C: ... превращение энергии из одного вида в другой в термодинамике, внутренней энергии самопроизвольно преобразовываться в работу. Второе начало термодинамики отражает превращение энергии в термодинамических процессах и позволяет нам понять, как энергия может быть использована или преобразована в работу.
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды тел, r - расстояние между ними.
В нашем случае, q1 = 2∙10^(-6)Кл, q2 = 4∙10^(-9)Кл и r = 1 м. Подставим эти значения в формулу:
F = 9∙10^9 Н∙м^2/ Кл^2 * (2∙10^(-6) Кл * 4∙10^(-9) Кл) / (1 м)^2.
Упростим выражение в скобках:
F = 9∙10^9 Н∙м^2/ Кл^2 * 8∙10^(-15) Кл^2 / 1 м^2.
Произведение в числителе и знаменателе можно сократить:
F = 9∙10^9 Н * 8∙10^(-15) м^2.
Подсчитаем выражение:
F = 72∙10^(-6) Н.
Ответ: Сила взаимодействия между телами равна 72∙10^(-6) Н.
b) При помещении тел в диэлектрик (парафин), сила взаимодействия между ними будет изменяться. Изменение силы взаимодействия определяется диэлектрической проницаемостью исходного и нового вещества. Формула для расчета изменения силы взаимодействия в диэлектрике:
F' = F / ε,
где F' - новая сила взаимодействия, F - исходная сила взаимодействия, ε - относительная диэлектрическая проницаемость нового вещества.
В нашем случае, ε = 2. Подставляем значения в формулу:
F' = 72∙10^(-6) Н / 2.
Выполняем вычисления:
F' = 36∙10^(-6) Н.
Ответ: Сила взаимодействия между телами в парафине составляет 36∙10^(-6) Н.
с) Для расчета изменения силы взаимодействия при изменении расстояния между телами, мы можем использовать ту же формулу, что и в пункте a), но с новым значением расстояния r.
F' = k * (q1 * q2) / r'^2,
где F' - новая сила взаимодействия, r' - новое расстояние между телами.
В данном случае, r' = (1 м) / 3.
Подставим значения в формулу:
F' = 9∙10^9 Н∙м^2 / Кл^2 * (2∙10^(-6) Кл * 4∙10^(-9) Кл) / [(1 м / 3)^2].
Упростим выражение:
F' = 9∙10^9 Н∙м^2 / Кл^2 * 8∙10^(-15) Кл^2 / (1/9 м^2).
Выполняем вычисления:
F' = 72 Н.
Ответ: Сила взаимодействия между телами при уменьшении расстояния в 3 раза составляет 72 Н.