Дано:
- заряд первого шарика q1 = 4q
- заряд второго шарика q2 = -6q
Найти:
- изменение силы взаимодействия между шариками после их соприкосновения и разведения.
Решение:
1. Сначала найдем силу взаимодействия между шариками, используя закон Кулона:
F = k * |q1 * q2| / r^2
где k - коэффициент пропорциональности (константа Кулона), r - расстояние между шариками.
Подставляем значения:
F = k * |(4q) * (-6q)| / r^2
F = k * 24q^2 / r^2
2. Когда шарики соприкасаются, происходит передача зарядов. Общий заряд шариков:
Q_total = q1 + q2 = 4q - 6q = -2q
После соприкосновения заряды распределяются поровну, так как шарики одинаковые. Заряд на каждом шарике после соприкосновения:
q_new = Q_total / 2 = -2q / 2 = -q
3. Теперь найдем новую силу взаимодействия после соприкосновения:
F_new = k * |q_new * q_new| / r^2
F_new = k * |(-q) * (-q)| / r^2
F_new = k * q^2 / r^2
4. Сравним начальную и новую силы взаимодействия:
Начальная сила F = k * 24q^2 / r^2
Новая сила F_new = k * q^2 / r^2
5. Найдем отношение новой силы к начальной:
F_new / F = (k * q^2 / r^2) / (k * 24q^2 / r^2) = 1 / 24
Ответ:
Сила взаимодействия уменьшится в 24 раза.