Question

1.два одинаковых шарика, заряженные один положительным зарядом 15 мккл, другой отрицательным -25 мккл, приводят в соприкосновение и вновь раздвигают на расстояние 10 см. определите заряд каждого шарика после соприкосновения и силу их взаимодействия.2. на нити висит заряженный шарик массой 20г. какой заряд q2 надо поместить на расстояние 5 см от шарика, чтобы вес шарика уменьшился в 2 раза? заряд шарика 10 -6 кл.

Answer 1

1) После контакта q=(q1+q2)/2=(15-25)/2=-5 мкКл    F=k*q^2/R^2=9*10^9*25*10^-4/0,01=22,5 H

2) m*g/2=k*q1*q2/R^2  q2=m*g*R^2/2*k*q1=20*10^-3*10*25*10^-4/2*9*10^9*10^-6=2,78*10^-12 Кл

Answer 2

1. Для решения данной задачи необходимо использовать законы электростатики.

По закону сохранения заряда, сумма зарядов до и после соприкосновения должна быть равна нулю. То есть, заряд первого шарика после соприкосновения будет равен q1 (неизвестный), а заряд второго шарика будет равен -q1, чтобы сумма зарядов была равна нулю.

Также, по закону Кулона, сила взаимодействия двух заряженных тел пропорциональна произведению зарядов этих тел и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для расчета силы взаимодействия:

F = k * |q1 * q2| / r^2

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (равна 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между шариками.

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * |15 * 10^-6 Кл * (-25 * 10^-6 Кл)| / (0.1 м)^2

F = (9 * 10^9 Н * м^2 * 15 * 10^-6 Кл * 25 * 10^-6 Кл) / 0.01 м^2

F = (9 * 10^9 * 15 * 25 * 10^-12) / 0.01

F = 3375 Н

Таким образом, сила взаимодействия между шариками равна 3375 Н.

2. Для решения данной задачи также используем законы электростатики.

Вес шарика определяется силой притяжения его к Земле, которая равна произведению массы шарика на ускорение свободного падения (g = 9.8 м/с^2). Таким образом, вес шарика до изменения заряда равен:

W1 = m * g

где W1 - вес шарика до изменения заряда, m - масса шарика.

Вес шарика после изменения заряда будет равен весу под действием силы притяжения Земли и отталкивающей силы между шариком и вторым зарядом на расстоянии 5 см (равной F), которую необходимо определить. Вес шарика после изменения заряда равен:

W2 = m * g

Таким образом, с помощью второго заряда можно уменьшить вес шарика в 2 раза.

Из формулы закона Кулона можно найти значение силы взаимодействия:

F = k * |q1 * q2| / r^2

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (равна 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 - заряд шарика, q2 - заряд второго шарика (неизвестный), r - расстояние между шариками (5 см = 0.05 м).

Подставляя известные значения в формулу, получаем:

F = (9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2) * |10 * 10^-6 Кл * q2| / (0.05 м)^2

F = (9 * 10^9 * 10 * 10^-6 * q2) / 0.0025

F = (90 * 10^3 * q2) / 0.0025

F = 36 * 10^6 * q2

По условию задачи, вес шарика после изменения заряда уменьшился в 2 раза. То есть, W2 = (1/2) * W1. Подставляя значения весов и выражения для силы, получаем:

m * g = 0.5 * m * g + 36 * 10^6 * q2

m * g - 0.5 * m * g = 36 * 10^6 * q2

0.5 * m * g = 36 * 10^6 * q2

36 * 10^6 * q2 = 0.5 * m * g

q2 = (0.5 * m * g) / (36 * 10^6)

q2 = (0.5 * 0.02 кг * 9.8 м/с^2) / (36 * 10^6)

q2 = (0.01 Н * м)/(36 * 10^6)

q2 = 0.2778 * 10^-9 Кл

Таким образом, чтобы вес шарика уменьшился в 2 раза, необходимо поместить на расстояние 5 см от шарика заряд q2 равный 0.2778 * 10^-9 Кл.