Электростатика

Задание №11. Электричество

№2. Задание 11

ID: 00010715

Два маленьких одинаковых металлических шарика, имеющие заряды 4 мкКл и 6 мкКл, взаимодействуют в вакууме с силой 0,24 Н. Какой будет сила взаимодействия между этими шариками, если их привести в соприкосновение, а потом разнести на прежнее расстояние друг от друга?

Ответ запишите в Ньютонах.

Источник: ФИПИ

Решение

Дано:

q_1 = 4 \cdot 10^{-6}

Кл,

q_2 = 6 \cdot 10^{-6}

Кл,

F_1 = 0{,}24

Н.

Найти:

$F_2$

Решение:

По закону Кулона сила взаимодействия двух точечных зарядов на расстоянии

$r$

равна:

F_1 = k \cdot \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2} = k \cdot \frac{4q \cdot 6q}{r^2} = \frac{24 k q^2}{r^2}

При соприкосновении одинаковых металлических шариков их заряды перераспределяются поровну:

q_1' = q_2' = \frac{q_1 + q_2}{2} = \frac{4 + 6}{2} = 5 \text{ мкКл}

После того как шарики снова разнесли на прежнее расстояние:

F_2 = k \cdot \frac{5q \cdot 5q}{r^2} = \frac{25 k q^2}{r^2}

Отношение сил:

\frac{F_2}{F_1} = \frac{25}{24}

Откуда:

F_2 = F_1 \cdot \frac{25}{24} = 0{,}24 \cdot \frac{25}{24} = 0{,}25 \text{ Н}

Ответ

0,25

Видеоразбор

Другие задания по теме «Электростатика» (8)