Дано:
q1 = 5 нК
q2 = -7 нК
r = 60 см
а) Найти направление взаимодействия шариков и обосновать ответ.
б) Найти по модулю силы взаимодействия шариков.
в) Найти во сколько раз по модулю изменятся силы взаимодействия шариков, если привести их в соприкосновение, а потом развести на прежнее расстояние.
Решение:
а) Шарики притягиваются или отталкиваются в зависимости от знаков их зарядов. По закону Кулона, заряженные тела с противоположными знаками притягиваются, а тела с одинаковыми знаками заряда отталкиваются. В данном случае, поскольку один шарик имеет положительный заряд, а другой - отрицательный, то они будут притягиваться.
б) Сила взаимодействия между шариками определяется законом Кулона: F = k * |q1 * q2| / r^2, где k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между шариками.
Для нахождения силы взаимодействия используем формулу:
F = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2 * |5 * 10^-9 Кл * (-7 * 10^-9 Кл)| / (0.6 м)^2
в) Если привести шарики в соприкосновение, то заряды скомпенсируют друг друга, и оба шарика будут иметь заряд 0. Когда их разведут на прежнее расстояние, заряд каждого из них будет величиной |q1 + q2|. Таким образом, сила взаимодействия после разведения на прежнее расстояние будет равна силе взаимодействия до соприкосновения в 2 раза больше.
Ответ:
а) Шарики притягиваются.
б) Сила взаимодействия между шариками равна 2.25 * 10^-3 Н.
в) Силы взаимодействия шариков изменятся в 2 раза.