Как изменится сила взаимодействия двух одинаковых маленьких шариков с зарядами +0,5 мкКл и -0,1 мкКл, если после их соприкосновения они снова раздвинуты на то же расстояние?

Физика 11 класс Электростатика сила взаимодействия шарики с зарядами электрическое взаимодействие заряды +0,5 мкКл заряды -0,1 мкКл изменение силы взаимодействия Новый

Для начала, давайте разберемся с тем, что происходит с заряженными шариками при соприкосновении. У нас есть два шарика: один с зарядом +0,5 мкКл, а другой с зарядом -0,1 мкКл.

Когда эти шарики соприкасаются, происходит перераспределение зарядов. Поскольку шарики одинаковые, можно предположить, что они будут делить общий заряд, который равен сумме их зарядов:

• Заряд первого шарика: +0,5 мкКл
• Заряд второго шарика: -0,1 мкКл
• Общий заряд: +0,5 мкКл - 0,1 мкКл = +0,4 мкКл

После соприкосновения, шарики могут распределить общий заряд поровну, если они одинаковые. Таким образом, каждый шарик получит заряд:

• Заряд каждого шарика после соприкосновения: +0,4 мкКл / 2 = +0,2 мкКл

Теперь, когда шарики снова раздвинуты на то же расстояние, мы можем рассмотреть силу взаимодействия между ними. Сила электростатического взаимодействия между двумя зарядами определяется законом Кулона:

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

где:

• F - сила взаимодействия;
• k - коэффициент пропорциональности (постоянная Кулона);
• q1 и q2 - заряды шариков;
• r - расстояние между ними.

Теперь подставим значения зарядов:

• q1 = +0,2 мкКл
• q2 = +0,2 мкКл

Сила взаимодействия после соприкосновения будет:

F' = k * |0,2 мкКл * 0,2 мкКл| / r^2

Теперь сравним эту силу с первоначальной силой взаимодействия до соприкосновения:

• Первоначальная сила: F = k * |0,5 мкКл * -0,1 мкКл| / r^2.

Таким образом, сила взаимодействия до соприкосновения:

F = k * |0,5 мкКл * -0,1 мкКл| / r^2 = k * 0,05 мкКл^2 / r^2.

Теперь сравним:

• Сила после соприкосновения: F' = k * 0,04 мкКл^2 / r^2.
• Сила до соприкосновения: F = k * 0,05 мкКл^2 / r^2.

Таким образом, мы видим, что:

F' < F

Это означает, что сила взаимодействия двух шариков уменьшится после соприкосновения. В итоге, сила взаимодействия двух одинаковых шариков с зарядами +0,5 мкКл и -0,1 мкКл станет меньше после их соприкосновения и распределения зарядов. Она будет равна 0,04 мкКл²/r², что меньше, чем 0,05 мкКл²/r², которую они имели до соприкосновения.