Question

Как изменится сила взаимодействия двух одинаковых маленьких металлических шариков с разноимёнными зарядами 4q и -6q, если их привести в соприкосновение и развести на начальное расстояние,

Answer 1

Если два металлических шарика с разноименными зарядами 4q и -6q привести в соприкосновение, то они обмениваются некоторым количеством электронов и заряжаются до одинаковых зарядов (по модулю), но противоположных по знаку.

После этого, если их развести на начальное расстояние, то они начнут притягиваться друг к другу с силой, определяемой законом Кулона :

F = k * (q1 * q2) : r^2

F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между ними.

F = k * ((4q) * (-6q)) : r^2 = -24 * (k * q^2) : r^2

q = 4q = -6q - заряд каждого шарика после их соприкосновения.

Таким образом, сила взаимодействия будет пропорциональна постоянной Кулона и квадрату расстояния между шариками, а также обратно пропорциональна квадрату заряда. Поскольку заряд каждого шарика уменьшился в 5 раз (от 4q до 0,8q), сила взаимодействия также уменьшится в 25 раз, если расстояние между шариками останется неизменным.