Для решения этой задачи, давайте воспользуемся законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона гласит, что сила F между двумя зарядами q1 и q2, находящимися на расстоянии r друг от друга, вычисляется по формуле:

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

где k - коэффициент пропорциональности, равный примерно 8,99 * 10^9 Н·м²/Кл².

1. Сначала определим заряды шариков до соприкосновения. Из условия задачи нам известно, что:

• Сила притяжения F1 = 4 * 10^(-3) Н
• Расстояние r = 0,2 м

Подставляем известные значения в формулу Кулона:

4 * 10^(-3) = k * |q1 * q2| / (0,2)^2

Теперь подставим значение k:

4 * 10^(-3) = (8,99 * 10^9) * |q1 * q2| / 0,04

Умножим обе стороны уравнения на 0,04:

4 * 10^(-3) * 0,04 = 8,99 * 10^9 * |q1 * q2|

Теперь вычислим левую часть:

0,00016 = 8,99 * 10^9 * |q1 * q2|

Теперь найдем |q1 * q2|:

|q1 * q2| = 0,00016 / (8,99 * 10^9)

Вычислим это значение:

|q1 * q2| ≈ 1,78 * 10^(-14) Кл²

2. Теперь перейдем ко второму случаю, когда шарики отталкиваются. Из условия задачи известно:

• Сила отталкивания F2 = 2,25 * 10^(-3) Н
• Расстояние r = 0,2 м

Подставляем в формулу Кулона:

2,25 * 10^(-3) = k * |q1 * q2| / (0,2)^2

Аналогично предыдущему шагу, подставляем значение k:

2,25 * 10^(-3) = (8,99 * 10^9) * |q1 * q2| / 0,04

Умножим обе стороны на 0,04:

2,25 * 10^(-3) * 0,04 = 8,99 * 10^9 * |q1 * q2|

Вычислим левую часть:

0,00009 = 8,99 * 10^9 * |q1 * q2|

Теперь найдем |q1 * q2|:

|q1 * q2| = 0,00009 / (8,99 * 10^9)

Вычислим это значение:

|q1 * q2| ≈ 1,00 * 10^(-14) Кл²

3. Теперь у нас есть два уравнения:

• |q1 * q2| ≈ 1,78 * 10^(-14) Кл² (до соприкосновения)
• |q1 * q2| ≈ 1,00 * 10^(-14) Кл² (после соприкосновения)

Так как заряды одинаковые, можно обозначить их как q. Тогда у нас есть:

q^2 = 1,78 * 10^(-14)

Теперь найдём заряд:

q = √(1,78 * 10^(-14))

Вычисляем:

q ≈ 1,33 * 10^(-7) Кл

Таким образом, заряд каждого шарика до соприкосновения составляет примерно 1,33 * 10^(-7) Кл.