Какое расстояние между двумя точечными зарядами q1=40 нКл и q2=-80 нКл, находящимися в керосине (ε=2,1), если сила их электростатического взаимодействия составляет F=80 мкН?
Физика Университет Электростатика
Чтобы найти расстояние между двумя точечными зарядами, мы можем воспользоваться законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя зарядами. Формула закона Кулона выглядит следующим образом:
F = (k * |q1 * q2|) / r²
где:
Однако, так как заряды находятся в среде с диэлектрической проницаемостью ε, мы должны учитывать это в формуле. В этом случае формула будет выглядеть следующим образом:
F = (k * ε * |q1 * q2|) / r²
Теперь подставим известные значения в формулу. Сначала преобразуем заряды из нКл в Кл:
Теперь подставим значения в формулу:
80 * 10^(-6) Н = (8.99 * 10^9 Н·м²/Кл² * 2.1 * |4 * 10^(-8) Кл * -8 * 10^(-8) Кл|) / r²
Теперь упростим выражение:
Теперь подставим это значение в формулу:
80 * 10^(-6) = (8.99 * 10^9 * 2.1 * 32 * 10^(-16)) / r²
Теперь вычислим правую часть уравнения:
Теперь у нас есть:
80 * 10^(-6) = 6.0368 * 10^(-6) / r²
Теперь умножим обе стороны на r² и разделим на 80 * 10^(-6):
r² = 6.0368 * 10^(-6) / (80 * 10^(-6))
Теперь вычислим:
r² = 0.07546
Теперь, чтобы найти r, возьмем квадратный корень:
r = √0.07546 ≈ 0.2745 м.
Таким образом, расстояние между двумя точечными зарядами составляет примерно 0.2745 метра.