Для решения данной задачи воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона гласит, что сила взаимодействия F между двумя зарядами q1 и q2, разделёнными расстоянием r, равна:
[ F = k \frac{|q1 \cdot q2|}{r^2} ]
где k — коэффициент пропорциональности, равный ( 8.9875 \times 10^9 ) Н·м²/Кл² в системе СИ.
Поскольку шарики имеют одинаковый по модулю заряд q, формула упрощается до:
[ F = k \frac{q^2}{r^2} ]
Дано:
- Сила F = 25 Н,
- Расстояние r = 15 см = 0.15 м.
Подставим известные значения в формулу и выразим q:
[ 25 = 8.9875 \times 10^9 \frac{q^2}{(0.15)^2} ]
[ q^2 = \frac{25 \times (0.15)^2}{8.9875 \times 10^9} ]
[ q^2 = \frac{25 \times 0.0225}{8.9875 \times 10^9} ]
[ q^2 = \frac{0.5625}{8.9875 \times 10^9} ]
[ q^2 = 6.259 \times 10^{-11} ]
Теперь найдем q:
[ q = \sqrt{6.259 \times 10^{-11}} ]
[ q \approx 7.91 \times 10^{-6} \text{ Кл} ]
[ q \approx 7.91 \text{ мкКл} ]
Таким образом, модуль заряда каждого из шариков составляет приблизительно 7.91 мкКл.