Question

Два одинаковых металлических шарика с начальным зарядами q1=-110нКл и q2=+90нКл привели в соприкосновение и вернули в первоначальное положение (r =r*) Во сколько раз изменилась сила
Кулоновского взаимодеиствия?

Answer 1

При дотику двох заряджених тіл відбувається перерозподіл зарядів для досягнення електростатичної рівноваги. В результаті кожне з кульок отримує новий заряд, але їх сумарна величина залишається постійною, оскільки заряд є збереженою величиною.

Для вирішення задачі необхідно визначити, які заряди матимуть кульки після дотику. Оскільки кульки однакові, вони розділять заряди порівну, тобто кожна отримає половину загального заряду:

q = (q1 + q2) / 2 = (-110 нКл + 90 нКл) / 2 = -10 нКл

Отже, після дотику кожна кулька матиме заряд -10 нКл.

Сила Кулоновської взаємодії між кульками визначається за формулою:

F = k * q1 * q2 / r^2

де k - стала Кулона, r - відстань між кульками.

Якщо відстань між кульками залишиться незмінною (r = r*), а заряди змінилися з q1 і q2 до q, то нова сила взаємодії буде:

F' = k * q^2 / r^2

Відношення F' до F можна виразити як:

F' / F = (k * q^2 / r^2) / (k * q1 * q2 / r^2) = q^2 / (q1 * q2)

Підставляючи числові значення:

F' / F = (-10 нКл)^2 / (-110 нКл * 90 нКл) ≈ 0.013

Отже, сила Кулоновської взаємодії зменшилася приблизно в 77 разів.