Два одинаковых шарика с зарядами 2нКл и 4нКл, находящиеся на некотором расстоянии друг от друга, привели...

Тематика Физика
Уровень 10 - 11 классы
физика электростатика заряды взаимодействие шарики кулоновская сила электрический заряд
0

Два одинаковых шарика с зарядами 2нКл и 4нКл, находящиеся на некотором расстоянии друг от друга, привели в соприкосновение и развели после этого на такое же расстояние. Как изменилась сила взаимодействия между шариками?

avatar
задан 19 дней назад

3 Ответа

0

Когда два заряженных проводящих шарика приводят в соприкосновение, заряды перераспределяются между ними, так как они стремятся достичь равновесия. Это означает, что итоговый заряд на каждом шарике после соприкосновения будет одинаковым, так как шарики одинаковы.

Давайте рассмотрим каждый шаг:

  1. Изначальные заряды:

    • Первый шарик: ( q_1 = 2 \, \text{нКл} )
    • Второй шарик: ( q_2 = 4 \, \text{нКл} )
  2. Общая система заряда:

    • Общий заряд ( Q = q_1 + q_2 = 2 \, \text{нКл} + 4 \, \text{нКл} = 6 \, \text{нКл} )
  3. После соприкосновения:

    • Заряды перераспределяются равномерно между шариками, так как они идентичны.
    • На каждом шарике будет заряд ( q' = \frac{Q}{2} = \frac{6 \, \text{нКл}}{2} = 3 \, \text{нКл} )

Теперь давайте рассмотрим силы взаимодействия:

  1. Сила взаимодействия до соприкосновения:

    • Используем закон Кулона: ( F_1 = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} )
    • ( F_1 = k \frac{|2 \, \text{нКл} \cdot 4 \, \text{нКл}|}{r^2} = k \frac{8 \, \text{нКл}^2}{r^2} )
  2. Сила взаимодействия после соприкосновения и разведения:

    • Новый заряд на каждом шарике: ( q' = 3 \, \text{нКл} )
    • Новая сила: ( F_2 = k \frac{|q' \cdot q'|}{r^2} = k \frac{|3 \, \text{нКл} \cdot 3 \, \text{нКл}|}{r^2} = k \frac{9 \, \text{нКл}^2}{r^2} )
  3. Сравнение сил:

    • Отношение сил: ( \frac{F_2}{F_1} = \frac{9 \, \text{нКл}^2}{8 \, \text{нКл}^2} = \frac{9}{8} = 1.125 )

Таким образом, после соприкосновения и разведения на то же расстояние, сила взаимодействия между шариками увеличилась на 12.5%.

avatar
ответил 19 дней назад
0

Сначала необходимо определить направление и величину силы взаимодействия между шариками до и после их разведения. Сила взаимодействия между заряженными частицами определяется законом Кулона и равна F = kq1q2/r^2, где k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды частиц, r - расстояние между частицами.

Исходя из этой формулы, можно сделать вывод, что сила взаимодействия пропорциональна произведению зарядов частиц и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Таким образом, если два одинаковых шарика с зарядами 2нКл и 4нКл развести на такое же расстояние после их соприкосновения, то сила взаимодействия между ними не изменится. Это происходит потому, что изменение зарядов шариков компенсируется изменением расстояния между ними, сохраняя пропорциональность силы взаимодействия.

avatar
ответил 19 дней назад
0

Сила взаимодействия между шариками увеличится в 2 раза после их соприкосновения.

avatar
ответил 19 дней назад

Ваш ответ

Вопросы по теме