Дано:
- Радиус шариков: r = 1 см = 0.01 м
- Пробойное поле сухого воздуха: Eпр = 3 * 10^6 В/м
- Расстояние между центрами шариков: d = 10 см = 0.10 м
Найти:
- Силу взаимодействия двух заряженных шариков радиусом r, заряженных до максимально возможного заряда без происхождения пробоя воздуха.
Решение с расчетом:
Максимальный заряд, который можно сообщить шарику так, чтобы еще не происходил пробой воздуха, определяется как q = E * r^2 / k, где E - пробойное поле сухого воздуха, r - радиус шарика, k - постоянная Кулона (8.99 * 10^9 Н*м^2/Кл^2).
С учетом этого, заряд каждого шарика будет q = 3 * 10^6 * (0.01)^2 / 8.99 * 10^9 ≈ 3.34 * 10^-12 Кл.
Теперь мы можем найти силу взаимодействия между этими шариками, используя закон Кулона:
F = k * |q1 * q2| / r^2,
где k - постоянная Кулона, q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между центрами шариков.
Подставим данные и найдем силу взаимодействия:
F = (8.99 * 10^9) * |3.34 * 10^-12 * 3.34 * 10^-12| / (0.10)^2
F ≈ 3.74 * 10^-5 Н
Ответ:
Сила взаимодействия двух шариков, заряженных до максимально возможного заряда при расстоянии между их центрами 10 см, составляет примерно 3.74 * 10^-5 Н.