Question

Решить : два точечных заряда q1 = 7.5 нкл и q2 находятся в среде с диэлектрической проницаемостью ε = 7.0 на расстоянии r = 5 см. сила взаимодействия зарядов f = 56.7 мкн. найдите q2. укажите характер взаимодействия: притяжение или отталкивание?

Answer 1

Чтобы решить эту задачу, нужно использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами равна произведению величин этих зарядов, деленному на квадрат расстояния между ними и умноженному на коэффициент пропорциональности.

Значение коэффициента пропорциональности в вакууме равно 9*10^9 Н·м^2/Кл^2. Однако, поскольку заряды находятся в среде с диэлектрической проницаемостью, сила взаимодействия зарядов будет уменьшена. Диэлектрическая проницаемость материала задается параметром ε. Формула для вычисления силы взаимодействия с учетом диэлектрической проницаемости записывается следующим образом:

f = (k * q1 * q2) / (ε * r^2),

где f - сила взаимодействия, k - коэффициент пропорциональности, q1 и q2 - заряды, ε - диэлектрическая проницаемость, r - расстояние между зарядами.

Из условия задачи, сила взаимодействия f равна 56.7 мкн, q1 равно 7.5 нкл, ε равно 7.0, а r равно 5 см. Нужно найти значение q2 и выяснить, является ли взаимодействие притяжением или отталкиванием.

Теперь подставим данные в формулу:

56.7 * 10^-6 = (k * 7.5 * 10^-9 * q2) / (7.0 * (5 * 10^-2)^2)

Выразим q2:

q2 = (56.7 * 10^-6 * (7.0 * (5 * 10^-2)^2)) / (7.5 * 10^-9)

Выполним вычисления:

q2 = (56.7 * 10^-6 * 0.0245) / 7.5 * 10^-9

q2 = 0.00001359 Кл

Таким образом, значение q2 равно 0.00001359 Кл.

Чтобы определить характер взаимодействия, нужно посмотреть на знак значения q2. Если q2 положительное, то имеет место отталкивание, а если q2 отрицательное, то притяжение.

В нашем случае, значение q2 положительное, поэтому характер взаимодействия является отталкиванием.