Помогите с физикой! Два неподвижных точечных заряда q1=5нКл и q2, находясь на расстоянии r=3 см друг от друга, взаимодействуют с силой F=200мкН. Как найти q2? Во сколько раз изменится сила взаимодействия зарядов, если расстояние между ними увеличить в A(альфа) =4 раза?

Физика 10 класс Электрическое взаимодействие физика электрические заряды закон Кулона сила взаимодействия расстояние между зарядами q2 изменение силы заряд q1 расчет силы взаимодействие зарядов Новый

Для решения задачи необходимо использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона формулируется следующим образом:

F = k * |q1 * q2| / r²

где:

• F - сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах);
• k - коэффициент пропорциональности (приблизительно равен 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²);
• q1 и q2 - величины зарядов (в кулонах);
• r - расстояние между зарядами (в метрах).

Дано:

• q1 = 5 нКл = 5 * 10^-9 Кл;
• r = 3 см = 0.03 м;
• F = 200 мкН = 200 * 10^-6 Н.

Теперь подставим известные значения в формулу закона Кулона и найдем q2:

200 * 10^-6 = (8.99 * 10^9) * |(5 * 10^-9) * q2| / (0.03)²

Теперь упростим уравнение, чтобы выразить q2:

200 * 10^-6 = (8.99 * 10^9) * (5 * 10^-9) * |q2| / 0.0009

Умножим обе стороны на 0.0009:

200 * 10^-6 * 0.0009 = (8.99 * 10^9) * (5 * 10^-9) * |q2|

Теперь вычислим левую часть:

0.00018 = (8.99 * 10^9) * (5 * 10^-9) * |q2|

Теперь найдем произведение (8.99 * 10^9) * (5 * 10^-9):

8.99 * 5 = 44.95

Таким образом, у нас получается:

0.00018 = 44.95 * |q2|

Теперь выразим q2:

|q2| = 0.00018 / 44.95

Вычислив это значение, мы получим:

|q2| ≈ 4.0 * 10^-6 Кл = 4 мкКл

Теперь, чтобы узнать, как изменится сила взаимодействия при увеличении расстояния в 4 раза, мы должны рассмотреть новое расстояние:

r' = 4 * r = 4 * 0.03 м = 0.12 м

Теперь подставим новое значение расстояния в закон Кулона:

F' = k * |q1 * q2| / (r')²

Сравним силу F' и F:

F' = k * |q1 * q2| / (0.12)² = k * |q1 * q2| / (4 * 0.03)² = k * |q1 * q2| / (16 * 0.03²)

Таким образом, новая сила F' будет в 16 раз меньше:

F' = F / 16

Следовательно, сила взаимодействия зарядов изменится в 16 раз при увеличении расстояния между ними в 4 раза.