Два шарика, размещенные на расстоянии 10 см друг от друга, имеют одинаковые отрицательные заряды и взаимодействуют с силой 0,23 мН. Найдите количество избыточных электронов на каждом шарике.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для нахождения количества избыточных электронов на каждом шарике используем закон Кулона:

F = k (q1 q2) / r^2

где F - сила взаимодействия между шариками, k - постоянная Кулона, q1 и q2 - величины зарядов шариков, r - расстояние между шариками.

Из задачи мы знаем, что F = 0,23 мН = 0,23 * 10^(-3) Н, r = 10 см = 0,1 м и q1 = q2 = q (заряды шариков равны).

Подставляем все известные значения и находим заряд шарика q:

0,23 10^(-3) = k (q * q) / (0,1)^2

0,23 10^(-3) = k q^2 / 0,01

0,23 10^(-3) 0,01 = k * q^2

0,23 10^(-5) = k q^2

q^2 = 0,23 * 10^(-5) / k

q = sqrt(0,23 * 10^(-5) / k)

Подставляем значение постоянной Кулона k = 8,99 10^9 Н м^2 / Кл^2:

q = sqrt(0,23 10^(-5) / (8,99 10^9))

q ≈ 1,51 * 10^(-8) Кл

Теперь найдем количество избыточных электронов на шарике:

Заряд элементарного заряда электрона e = 1,6 * 10^(-19) Кл

n = q / e ≈ (1,51 10^(-8)) / (1,6 10^(-19)) ≈ 9,44 * 10^(10)

Количество избыточных электронов на каждом шарике примерно равно 9,44 * 10^(10).