Question

Два неподвижных шара, заряды которых соответственно равны -4,8·10-18 Кл и 9,6·10-18 Кл, находятся на некотором расстоянии друг от друга. Во сколько раз изменится кулоновская сила взаимодействия между ними, если на первый шар поместить еще 30 электронов? a. Уменьшится в 30 раз
b. Останется неизменной.
c. Уменьшится в 2 раза.
d. Увеличится в 2 раза.
e. Увеличится в 30 раз

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, мы должны знать, как кулоновская сила зависит от расстояния между зарядами и от величины зарядов. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Мы можем записать это математическое соотношение следующим образом:

F = k * (Q1 * Q2) / r^2

где F - кулоновская сила, k - постоянная Кулона, Q1 и Q2 - заряды шаров, r - расстояние между шарами.

Для определения изменения кулоновской силы взаимодействия между шарами, если на первый шар поместить еще 30 электронов, мы можем рассмотреть изменение заряда первого шара. Для этого мы можем использовать формулу:

Q1' = Q1 + q

где Q1' - измененный заряд первого шара, Q1 - изначальный заряд первого шара, q - заряд одного электрона.

Мы знаем, что заряд одного электрона составляет -1.6·10^-19 Кл. Таким образом, изменение заряда первого шара будет составлять:

Q1' = (-4.8·10^-18 Кл) + (30 * -1.6·10^-19 Кл)

После вычислений получим:

Q1' = -4.8·10^-18 Кл - 4.8·10^-18 Кл = -4.8·10^-18 Кл

Теперь мы можем рассчитать изменение кулоновской силы, используя изначальные значения зарядов и измененный заряд:

F' = k * (Q1' * Q2) / r^2

Подставляя значения, получим:

F' = k * (-4.8·10^-18 Кл * 9.6·10^-18 Кл) / r^2

Следовательно, изменение кулоновской силы будет пропорционально изменению зарядов:

F' / F = (-4.8·10^-18 Кл * 9.6·10^-18 Кл) / (-4.8·10^-18 Кл * 9.6·10^-18 Кл)

F' / F = 1

То есть, кулоновская сила останется неизменной (вариант b).