Question

Два одинаковых маленьких металлических шарика притягиваются с некоторой силой. после того как шарики были в соприкосновение и раздвинуты на расстояние в n = 2 раза большее, чем прежде, модуль силы взаимодействия между ними уменьшилась в m = 5 раз. каков был заряд первого шарика до соприкосновения, если заряд второго шарика был q = 1,6 нкл?

Answer 1

Заряды шариков до соприкосновения
q1 и q2
расстояние r
по закону кулона
F1=k*q1*q2/r^2

заряды обоих шариков после  соприкосновения
(q1+q2)/2
расстояние n*r

подробное решение во вложении

ответ q2=-8 нКл или q2=-0,32 нКл

Answer 2

Добрый день, ученик! Для решения этой задачи, нам нужно использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона гласит:

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

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между ними. Модуль силы взаимодействия пропорционален произведению модулей зарядов шариков и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними.

Из условия задачи известно, что исходное расстояние между шариками их соприкосновении составляло r, а после раздвижения расстояние стало 2r. Модуль силы взаимодействия уменьшился в m = 5 раз.

Пусть q1 и q2 - заряды первого и второго шариков соответственно. Из условия задачи известно, что q2 = 1,6 нкл.

При исходных условиях (расстояние r и сила F), мы можем записать уравнение на основе закона Кулона:

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

После раздвижения шариков на расстояние 2r, сила взаимодействия стала F' = F/m.

Таким образом, уравнение для новых условий будет выглядеть следующим образом:

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

Мы хотим найти заряд первого шарика q1. Для этого, давайте найдем отношение F' к F:

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

Упростим это выражение:

F' / F = (2r)^2 / r^2.

Теперь мы можем избавиться от r^2 в числителе и знаменателе:

F' / F = 4.

Мы знаем, что F' = F/m, поэтому:

F / (F/m) = 4.

Упростим это уравнение, умножив обе части на m:

m * F / F = 4.

m = 5 (из условия задачи), поэтому:

5 * F / F = 4.

Упростим:

5 = 4.

Это противоречие, поэтому такое решение не существует.

Исходя из этого, мы можем заключить, что такое расположение зарядов не может быть, и задача не имеет решения.

Надеюсь, объяснение было понятным. Если возникнут еще вопросы, буду рад помочь!