Газ и жидкость — это агрегатное состояние веществ. И главное различие между ними в расположении молекул и атомов. Газ: Молекулы расположены далеко друг от друга, двигаются хаотично. Газ заполняет любой объём целиком именно из-за отдалённого расположения молекул друг от друга. Газ можно сжимать, сокращая это расстояние. Жидкость: Молекулы расположены на расстоянии, сравнимом с расстоянием самих молекул т.е. очень близко. Молекулы колеблются относительно своего положение и именно этим объяснятся текучесть жидкости. Жидкости нельзя сжать, потому что на расстоянии сравнимым с размером самих молекул (А в жидкости они расположены именно так см. выше) начинают действовать силы взаимного отталкивания молекул, которые и не дают молекулам сближаться, а значит и сжиматься. Этим же объяснима и несжимаемость твёрдых тел, где молекулы расположены близко к друг другу и прочно стоящие на своих местах без колебаний. Конечно колебания есть, но они уже не влияют на общую картину состояния вещества.
Чтобы решить данную задачу, мы можем воспользоваться законом Кулона. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления силы взаимодействия между двумя зарядами выглядит следующим образом:
F = (k * q1 * q2) / r^2
где F - сила взаимодействия между зарядами,
k - постоянная Кулона (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2),
q1 и q2 - заряды, в данном случае линейная плотность заряда стержня и точечный заряд соответственно,
r - расстояние между зарядами.
В данной задаче, первым шагом требуется вычислить линейную плотность заряда стержня, которая составляет 1,5 нКл/см. Но нам необходимо перевести это значение в СИ (систему международных единиц) - Кл/м.
Теперь мы можем перейти ко второму шагу, который состоит в вычислении расстояния между зарядами, указанным в задаче как "на продолжении оси стержня на расстоянии 12 см от его конца". Нам необходимо перевести это значение в метры:
12 см * 0,01 м/см = 0,12 м.
Теперь мы можем перейти к финальному шагу и подставить соответствующие значения в формулу для закона Кулона. Будем считать F положительной, если сила направлена к заряду стержня (притяжение) и отрицательной, если сила направлена в противоположном направлении (отталкивание).
F = (k * q1 * q2) / r^2
F = (9 * 10^9 Н м^2/Кл^2) * ((1,5 * 10^-7 Кл/м) * (0,2 * 10^-6 Кл/м))
/(0,12 м)^2
F ≈ 27 Н (возводим в квадрат расстояние)
Таким образом, сила взаимодействия между заряженным стержнем и точечным зарядом составляет примерно 27 Н.
F₁=10H
a₁=0,4 м/c²
a₂=2 м/c²
Найти F₂
F₁=ma₁, отсюда m=F₁/a₁