Question

Пожалуйста помогите решить задачу 78 баллов
Два точкові заряди, значення одного з яких у 6 разів більше за значення
іншого, перебуваючи на відстані 2 см, відштовхуються з силою 4,5Н.
Визначити модуль значення меншого з цих зарядів. Визначити кількість
надлишкових або недостатніх електронів на цій кульці.
Решение с Дано

Answer 1

Припустимо, що заряди дорівнюють q і 6q. Відстань між ними 2 см, що дорівнює 0,02 м. Сила між ними дорівнює 4,5 Н.

За законом Кулона сила між двома точковими зарядами має вигляд

F = k * q1 * q2 / r^2

де k - стала Кулона (9 x 10^9 Н м^2 / C^2), q1 і q2 - величини зарядів, а r - відстань між ними.

Підставивши наведені значення, отримаємо:

4.5 = 9 x 10^9 * q * 6q / (0.02)^2

Спрощуючи і вирішуючи для q, отримуємо:

q = sqrt(4.5 * 0.02^2 / (9 x 10^9 * 6)) = 1.25 x 10^-8 C

Отже, менший заряд має величину 1,25 х 10^-8 Кл.

Щоб визначити кількість надлишкових або дефіцитних електронів на цій кулі, нам потрібно знати матеріал, з якого вона зроблена. Якщо припустити, що це металева куля, то можна використати формулу:

q = Ne

де q - заряд кулі, N - кількість надлишкових або дефіцитних електронів, а e - заряд електрона (-1,6 x 10^-19 Кл).

Підставивши значення q, яке ми щойно знайшли, отримаємо

1.25 x 10^-8 = N * (-1.6 x 10^-19)

Розв'язуючи для N, отримуємо:

N = -7.81 x 10^10

Таке від'ємне значення N вказує на те, що куля має надлишок електронів, оскільки електрони мають від'ємний заряд. Отже, на меншій кулі є приблизно 7.81 x 10^10 надлишкових електронів.