Два одинаковых проводящих шарика с зарядами -1,5 * 10^-5 Кл и 2,5 * 10^-5 Кл вследствие притяжения соприкоснулись...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
физика электростатика заряды взаимодействие проводники закон сохранения заряда закон Кулона
0

Два одинаковых проводящих шарика с зарядами -1,5 10^-5 Кл и 2,5 10^-5 Кл вследствие притяжения соприкоснулись и вновь разошлись на 5 см. Определить заряд каждого шарика после соприкосновения и силу электрического взаимодействия между ними.

avatar
задан 6 месяцев назад

2 Ответа

0

Для решения заданной задачи воспользуемся законами сохранения заряда и формулой для расчета силы электрического взаимодействия между зарядами.

1. Определение заряда каждого шарика после соприкосновения:

Закон сохранения заряда гласит, что суммарный электрический заряд изолированной системы остается постоянным. Поэтому, после того как шарики соприкоснулись, они разделили между собой суммарный заряд равномерно, так как они одинаковые.

Суммарный заряд двух шариков: [ Q_{\text{total}} = -1.5 \times 10^{-5} \, \text{Кл} + 2.5 \times 10^{-5} \, \text{Кл} = 1.0 \times 10^{-5} \, \text{Кл} ]

Так как шарики одинаковые, заряд делится поровну: [ Q{\text{после}} = \frac{Q{\text{total}}}{2} = \frac{1.0 \times 10^{-5} \, \text{Кл}}{2} = 0.5 \times 10^{-5} \, \text{Кл} = 5.0 \times 10^{-6} \, \text{Кл} ] Таким образом, после соприкосновения заряд каждого шарика составляет (5.0 \times 10^{-6} \, \text{Кл}).

2. Расчет силы электрического взаимодействия между шариками:

Сила электрического взаимодействия между двумя зарядами может быть рассчитана по закону Кулона: [ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ] где

  • ( k ) — электростатическая постоянная, ( k \approx 8.9875 \times 10^9 \, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2 ),
  • ( q_1 ) и ( q_2 ) — заряды шариков,
  • ( r ) — расстояние между центрами шариков.

Так как заряды у шариков одинаковые и равны (5.0 \times 10^{-6} \, \text{Кл}), а расстояние между ними 5 см или 0.05 м, то: [ F = 8.9875 \times 10^9 \frac{(5.0 \times 10^{-6})^2}{(0.05)^2} ] [ F = 8.9875 \times 10^9 \frac{25.0 \times 10^{-12}}{0.0025} ] [ F = 8.9875 \times 10^9 \times 10^{-8} ] [ F = 89.875 \, \text{Н} ]

Таким образом, сила электрического взаимодействия между шариками после их соприкосновения и разделения зарядов составляет приблизительно 90 Н.

avatar
ответил 6 месяцев назад
0

Для решения данной задачи воспользуемся законом сохранения заряда. После соприкосновения заряды обоих шариков должны остаться равными сумме изначальных зарядов -1,5 10^-5 Кл и 2,5 10^-5 Кл. Таким образом, каждый из шариков должен иметь заряд 0,5 10^-5 Кл = 5 10^-6 Кл.

Для определения силы электрического взаимодействия между шариками воспользуемся законом Кулона. Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами определяется по формуле: F = k |q1 q2| / r^2,

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (8,99 10^9 Н м^2 / Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между шариками.

Подставляем известные значения: F = (8,99 10^9) |5 10^-6 5 * 10^-6| / (0,05)^2 = 0,45 Н.

Таким образом, после соприкосновения каждый шарик имеет заряд 5 * 10^-6 Кл, а сила электрического взаимодействия между ними равна 0,45 Н.

avatar
ответил 6 месяцев назад

Ваш ответ

Вопросы по теме