С какой силой взаимодействуют два точечных заряда по 20 нКл, расположенные на расстоянии 30 см друг от друга в машинном масле?

Физика 11 класс Электростатика силы взаимодействия точечные заряды закон Кулона расстояние между зарядами машинное масло физика 11 класс электростатика сила заряда Новый

Чтобы найти силу взаимодействия между двумя точечными зарядами, мы можем воспользоваться законом Кулона. Этот закон описывает силу, действующую между двумя зарядами, и имеет следующий вид:

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

Где:

• F - сила взаимодействия между зарядами;
• k - электрическая постоянная (в вакууме k ≈ 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл²);
• q1 и q2 - величины зарядов;
• r - расстояние между зарядами.

В данном случае у нас есть:

• q1 = 20 нКл = 20 * 10^(-9) Кл
• q2 = 20 нКл = 20 * 10^(-9) Кл
• r = 30 см = 0.3 м

Однако, поскольку заряды расположены в машинном масле, нам нужно учесть диэлектрическую проницаемость этого вещества. Для машинного масла диэлектрическая проницаемость примерно равна 2.5. Поэтому мы будем использовать модифицированное значение постоянной Кулона:

k' = k / ε

Где ε - относительная диэлектрическая проницаемость. В данном случае:

k' = 8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² / 2.5 ≈ 3.596 * 10^9 Н·м²/Кл²

Теперь подставим значения в формулу:

1. Вычисляем произведение зарядов:

|q1 * q2| = |(20 * 10^(-9)) * (20 * 10^(-9)| = 400 * 10^(-18) Кл²

2. Вычисляем квадрат расстояния:

r² = (0.3)² = 0.09 м²

3. Подставляем все значения в формулу для силы:

F = 3.596 * 10^9 * (400 * 10^(-18)) / 0.09

4. Выполним расчеты:

F = 3.596 * 10^9 * 4.444 * 10^(-16) ≈ 1.597 Н

Таким образом, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами в машинном масле составляет примерно 1.597 Н.