Два одинаковых металлических шарика, имеющих заряды -6*10^-8 Кл и 15*10^-8 Кл, привели в соприкосновение,...

Для решения задачи о взаимодействии двух заряженных металлических шариков, которые привели в соприкосновение и затем раздвинули, необходимо воспользоваться принципами электростатики. Рассмотрим решение поэтапно.

Шаг 1: Определение общего заряда после соприкосновения

Когда два проводящих объекта соприкасаются, их заряды перераспределяются таким образом, чтобы на каждом объекте остался одинаковый заряд. Пусть ( q_1 = -6 \times 10^{-8} ) Кл и ( q_2 = 15 \times 10^{-8} ) Кл — начальные заряды шариков.

Общий заряд системы до соприкосновения: [ Q_{\text{total}} = q_1 + q_2 = -6 \times 10^{-8} \, \text{Кл} + 15 \times 10^{-8} \, \text{Кл} = 9 \times 10^{-8} \, \text{Кл} ]

После соприкосновения и разделения заряды на шариках выравниваются: [ q{\text{final}} = \frac{Q{\text{total}}}{2} = \frac{9 \times 10^{-8} \, \text{Кл}}{2} = 4.5 \times 10^{-8} \, \text{Кл} ]

Шаг 2: Расчет силы взаимодействия

После того как шарики приобрели одинаковый заряд ( q_{\text{final}} = 4.5 \times 10^{-8} ) Кл, их раздвинули на расстояние ( r = 10 ) см = 0.1 м. Для расчета силы взаимодействия между ними используем закон Кулона: [ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ]

где ( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Нм}^2/\text{Кл}^2 ) — электрическая постоянная.

Подставляем значения в формулу: [ F = 8.99 \times 10^9 \, \frac{(4.5 \times 10^{-8})^2}{(0.1)^2} ]

Вычислим численно: [ F = 8.99 \times 10^9 \times \frac{20.25 \times 10^{-16}}{0.01} ] [ F = 8.99 \times 10^9 \times 20.25 \times 10^{-14} ] [ F \approx 8.99 \times 20.25 \times 10^{-5} ] [ F \approx 182.03 \times 10^{-5} ] [ F \approx 1.82 \times 10^{-3} \, \text{Н} ]

Таким образом, сила взаимодействия между двумя шариками составляет примерно ( 1.82 \times 10^{-3} ) Н.

Сила взаимодействия между шариками равна 2,7 Н.

Для определения силы взаимодействия между шариками воспользуемся законом Кулона. Сила взаимодействия между двумя заряженными объектами определяется по формуле:

F = k |q1 q2| / r^2,

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н·м^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов шариков, r - расстояние между ними.

Исходя из условия, имеем q1 = -610^-8 Кл, q2 = 1510^-8 Кл, r = 0.1 м (10 см = 0.1 м).

Подставляем значения в формулу:

F = 8.99 10^9 |(-610^-8) (1510^-8)| / (0.1)^2, F = 8.99 10^9 9 10^-16 / 0.01, F = 8.09 * 10^-6 Н.

Таким образом, сила взаимодействия между шариками составляет 8.09 * 10^-6 Н.