ID: 00010918
Силы электростатического взаимодействия между двумя небольшими одинаковыми металлическими шариками, имеющими заряды $q_1$ = + 60 нКл и $q_2$ = - 20 нКл, равны по модулю 9 мкН. Каким станет модуль сил взаимодействия между шариками, если их привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние? Ответ дайте в мкН
Источник: ФИПИ
$q_1=+60$ нКл, $q_2=-20$ нКл
$F=9$ мкН (сила до соприкосновения)
шарики одинаковые
$F'$ — сила после соприкосновения — ?
При соприкосновении одинаковых шариков их суммарный заряд распределяется поровну:
$$q'=\frac{q_1+q_2}{2}=\frac{60+(-20)}{2}=+20 \text{ нКл на каждом}$$
По закону Кулона на одном и том же расстоянии сила пропорциональна произведению модулей зарядов. Сравним «было» и «стало»:
$$\frac{F'}{F}=\frac{|q'\cdot q'|}{|q_1\cdot q_2|}=\frac{20\cdot20}{60\cdot20}=\frac{1}{3}$$
$$F'=\frac{F}{3}=\frac{9}{3}=3 \text{ мкН}$$