Два одинаковых небольших заряженных шарика с зарядами q и -3q, находясь на некотором расстоянии

Ответы на вопрос

Отвечает Коробицын Славик.

Решение:

1. Что происходит при соприкосновении шариков?

Когда заряженные проводящие шарики приводят в соприкосновение, заряды перераспределяются между ними таким образом, чтобы достичь равновесия. В случае двух одинаковых шариков это равновесие достигается при равенстве зарядов на каждом из них.

Исходные заряды:

$q_1 = q$
$q_2 = -3q$

Суммарный заряд системы:

q_{\text{сум}} = q_1 + q_2 = q - 3q = -2q

После соприкосновения заряд равномерно распределяется между шариками, так как они одинаковы. Поэтому заряд каждого шарика станет:

q_{\text{новый}} = \frac{q_{\text{сум}}}{2} = \frac{-2q}{2} = -q

Таким образом:

Заряд первого шарика: $-q$
Заряд второго шарика: $-q$

2. Как изменяется сила взаимодействия?

Сила взаимодействия заряженных тел определяется законом Кулона:

F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2}

где:

$k$ — коэффициент пропорциональности (зависящий от среды),
$q_1, q_2$ — заряды тел,
$r$ — расстояние между телами.

Изначально:

F_{\text{нач}} = k \cdot \frac{|q \cdot (-3q)|}{r^2} = k \cdot \frac{3q^2}{r^2}

После соприкосновения и разведения на то же расстояние:

q_1 = -q, \, q_2 = -q

Новая сила взаимодействия:

F_{\text{нов}} = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} = k \cdot \frac{|-q \cdot -q|}{r^2} = k \cdot \frac{q^2}{r^2}

Сравним $F_{\text{нов}}$ с $F_{\text{нач}}$ :

\frac{F_{\text{нов}}}{F_{\text{нач}}} = \frac{\frac{k \cdot q^2}{r^2}}{\frac{k \cdot 3q^2}{r^2}} = \frac{1}{3}

То есть сила взаимодействия после соприкосновения уменьшится в 3 раза.

Ответ:

а) После соприкосновения заряды шариков стали одинаковыми: $-q$ и $-q$ .
б) Сила взаимодействия уменьшится в 3 раза.

Ответы на вопрос

Решение:

1. Что происходит при соприкосновении шариков?

2. Как изменяется сила взаимодействия?

Ответ:

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика