Два одинаковых наэлектризованных шара на расстоянии один от на расстоянии 0,5 м друг от друга. Заряд одного шарика 8 • 10 - ° С, ки- то-4 • 10-9 С. Шарики были размыты, а затем снова АТИ- отойти на такое же расстояние. Рассчитать: а) сила электростатического взаимодействия шариков до Сули- Тимо; (1,2 - 10-* N) б) сила электростатического взаимодействия шариков после Сули- Тимо. (1,3 10-N)

По условию можно понять так: два одинаковых металлических шарика находятся на расстоянии \(r=0{,}5\) м. Их заряды: \(q_1=8\cdot10^{-9}\) Кл и \(q_2=-4\cdot10^{-9}\) Кл. Сначала найдём силу до соприкосновения, потом после соприкосновения.

а) До соприкосновения

Используем закон Кулона:

\[F=k\frac{|q_1q_2|}{r^2}\]

Подставим данные:

\[F=9\cdot10^9\cdot\frac{|8\cdot10^{-9}\cdot(-4\cdot10^{-9})|}{(0{,}5)^2}\]

\[F=9\cdot10^9\cdot\frac{32\cdot10^{-18}}{0{,}25}=1{,}152\cdot10^{-6}\text{ Н}\]

Округлённо:

\[F\approx1{,}2\cdot10^{-6}\text{ Н}\]

Так как заряды разных знаков, шарики притягиваются.

б) После соприкосновения

Шарики одинаковые, поэтому общий заряд разделится поровну:

\[q=\frac{q_1+q_2}{2}=\frac{8\cdot10^{-9}-4\cdot10^{-9}}{2}=2\cdot10^{-9}\text{ Кл}\]

Теперь заряд каждого шарика равен \(2\cdot10^{-9}\) Кл.

Снова используем закон Кулона:

\[F=9\cdot10^9\cdot\frac{(2\cdot10^{-9})^2}{(0{,}5)^2}\]

\[F=1{,}44\cdot10^{-7}\text{ Н}\]

Округлённо:

\[F\approx1{,}4\cdot10^{-7}\text{ Н}\]

После соприкосновения оба шарика имеют положительный заряд, поэтому они отталкиваются.

0 0 Пожаловаться