Для решения этой задачи используем закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона гласит:
[ F = k \frac{q_1 \cdot q_2}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила взаимодействия между зарядами,
- ( k ) — электростатическая постоянная (в вакууме ( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2 )),
- ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины зарядов,
- ( r ) — расстояние между зарядами.
В данной задаче:
- ( F = 1 \, \text{Н} ),
- ( r = 1 \, \text{м} ),
- ( q_1 = q_2 = q ).
Подставляем известные величины в формулу закона Кулона:
[ 1 = 8.99 \times 10^9 \frac{q \cdot q}{1^2} ]
Упрощаем выражение:
[ 1 = 8.99 \times 10^9 \cdot q^2 ]
Теперь выразим ( q^2 ):
[ q^2 = \frac{1}{8.99 \times 10^9} ]
[ q^2 \approx 1.11 \times 10^{-10} ]
Теперь найдем ( q ):
[ q \approx \sqrt{1.11 \times 10^{-10}} ]
[ q \approx 1.05 \times 10^{-5} \, \text{Кл} ]
Таким образом, модули зарядов равны примерно ( 1.05 \times 10^{-5} ) Кулона.
Для большей наглядности представим это на рисунке:
q (1.05 × 10^-5 Кл) q (1.05 × 10^-5 Кл)
|----------------------------------|
1 м
На рисунке два одинаковых точечных заряда ( q ), каждый из которых равен ( 1.05 \times 10^{-5} ) Кл, находятся на расстоянии 1 метр друг от друга. Сила их взаимодействия в вакууме составляет 1 Ньютон.