Два одинаковых металлических шарика заряжены равными по модулю,но разноименными зарядами.Шарики

Ответы на вопрос

Отвечает Федоров Никита.

Давайте разберем задачу подробно.

Условие

Имеем два металлических шарика, заряженных равными по модулю, но разноименными зарядами. Пусть заряды шариков равны $q_1 = +q$ и $q_2 = -q$ . После соприкосновения шарики раздвигают обратно на прежнее расстояние $r$ . Нужно определить, во сколько раз изменится сила их электрического взаимодействия.

1. До соприкосновения

Сила электрического взаимодействия между двумя зарядами рассчитывается по закону Кулона:

F_1 = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2},

где:

$k$ — коэффициент пропорциональности (зависит от системы единиц, например, $k \approx 9 \cdot 10^9$ в СИ),
$r$ — расстояние между шариками,
$q_1$ и $q_2$ — заряды.

Подставим значения зарядов $q_1 = +q$ , $q_2 = -q$ :

F_1 = k \frac{|(+q)(-q)|}{r^2} = k \frac{q^2}{r^2}.

2. После соприкосновения

Когда два металлических шарика соприкасаются, их заряды перераспределяются. Поскольку шарики одинаковы, их заряды становятся равными. Суммарный заряд двух шариков до соприкосновения равен:

q_\text{сумм} = q_1 + q_2 = +q + (-q) = 0.

Значит, после соприкосновения заряды каждого шарика становятся равны:

q' = \frac{q_\text{сумм}}{2} = \frac{0}{2} = 0.

Сила после соприкосновения

После соприкосновения заряды шариков равны нулю ( $q'_1 = q'_2 = 0$ ). Следовательно, сила их взаимодействия также равна нулю, так как между незаряженными телами электрическая сила отсутствует:

F_2 = 0.

Во сколько раз изменилась сила?

Изменение силы можно выразить как отношение начальной силы $F_1$ к силе после соприкосновения $F_2$ :

\frac{F_1}{F_2} = \frac{k \frac{q^2}{r^2}}{0}.

Такое отношение стремится к бесконечности, поскольку сила после соприкосновения исчезает ( $F_2 = 0$ ).

Ответ

Сила взаимодействия изменилась в бесконечное число раз (или можно сказать, что она полностью исчезла).