Две одинаковые одноимённо заряженные шарики, находящиеся на расстоянии 0.9 м один от одного взаимодействуют с силой 0, 25 Н. Заряд второго шарика равен +18нКл. Определите заряд первого шарика. Вычислите, какой будет сила електростатичного взаимодействия шариков после того, как они дотронутся друг до друга и снова разойдутся на то же расстояние.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

По закону Кулона сила взаимодействия между двумя шариками равна:

F = k |q1 q2| / r^2

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (9 10^9 Нм^2/Кл^2), q1 и q2 - заряды шариков, r - расстояние между шариками.

Из условия задачи известно, что при r=0.9м и F=0.25Н, заряд q2 = +18нКл = +18*10^-9 Кл. Пусть q1 - заряд первого шарика.

0.25 = 9 10^9 |q1 18 10^-9| / 0.9^2

0.25 = |q1 18 10^-9| / 0.81

0.2025 = |q1 18 10^-9|

q1 = 0.2025 / 18 10^-9 = 1125 10^-9 = 1.125 мКл

Таким образом, заряд первого шарика равен +1.125 мКл.

После того, как шарики соприкоснутся, заряды обоих шариков станут равными и будут равны среднему значению их исходных зарядов, то есть (+18нКл + 1.125мКл) / 2 = +0.5625мКл.

Тогда сила взаимодействия после соприкосновения равна:

F' = k |q q| / r^2
F' = 9 10^9 |0.562510^-3 0.562510^-3| / 0.9^2
F' = 9 10^9 0.5625^2 10^-6 / 0.81
F' = 0.5625^2 10^3 10^9 / 0.81
F' = 0.5625^2 10^12 / 0.81
F' = 0.31640625 10^12 / 0.81
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 0.390625 10^12
F' = 390.625 * 10^9

Таким образом, после того, как шарики соприкоснутся и отойдут друг от друга на исходное расстояние, сила электростатического взаимодействия между ними будет равна 390.625 * 10^9 Н.