Как надо изменить каждый из двух одинаковых точечных положительных зарядов, чтобы при погружении их в воду сила электрического взаимодействия зарядов при том же расстоянии между ними была такой же, как и в вакууме?

Для того чтобы сила электрического взаимодействия между двумя одинаковыми точечными положительными зарядами, находящимися в воде, была такой же, как и в вакууме, необходимо изменить величину зарядов, поскольку электрическая сила зависит от диэлектрической проницаемости среды.

Электрическая сила взаимодействия между двумя зарядами в вакууме выражается через формулу:

где:

• $k_e$ — коэффициент электростатического взаимодействия в вакууме (приблизительно $9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2$),

• $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов,

• $r$ — расстояние между зарядами.

Когда заряды помещаются в воду, диэлектрическая проницаемость воды ($\varepsilon_{\text{вода}}$) влияет на электрическую силу. Диэлектрическая проницаемость воды примерно равна 80, то есть сила электрического взаимодействия в воде будет в 80 раз меньше, чем в вакууме.

Сила взаимодействия в воде выражается как:

Для того чтобы сила взаимодействия в воде была равна силе взаимодействия в вакууме при том же расстоянии между зарядами, необходимо увеличить величину зарядов в воде. То есть нужно увеличить каждый заряд в 80 раз, чтобы компенсировать влияние диэлектрической проницаемости воды.

Таким образом, чтобы при том же расстоянии между зарядами сила их взаимодействия в воде была такой же, как в вакууме, каждый из зарядов должен быть увеличен в 80 раз.