Question

Два одинаковых маленьких металлических шарика с зарядами 91 = +9.10-7 Кли 92 = -3.10-7 Кл, находящиеся на некотором расстоянии друг от друга, взаимодействуют с силой Fi = 2,4 мН. Какой станет сила электрического взаимодействия F2 этих шариков, если их привести в контакт, а затем удалить на прежнее расстояние?

Answer 1

Сила электрического взаимодействия между двумя заряженными шариками может быть рассчитана с использованием закона Кулона:

F = k * (|q1| * |q2|) / r^2,

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

В данном случае, у нас есть два шарика с зарядами q1 = 9 * 10^-7 Кл и q2 = -3 * 10^-7 Кл, и расстояние между ними r.

Первоначально, сила взаимодействия между ними равна Fi = 2,4 мН = 2,4 * 10^-3 Н.

После того, как шарики приведены в контакт и затем удалены на прежнее расстояние, заряды шариков сохраняются, но распределяются равномерно по обоим шарикам. Таким образом, каждый шарик будет иметь заряд q = (q1 + q2) / 2.

Теперь мы можем рассчитать новую силу взаимодействия F2:

F2 = k * (|q| * |q|) / r^2
   = k * ((q1 + q2) / 2) * ((q1 + q2) / 2) / r^2
   = k * (q1^2 + 2 * q1 * q2 + q2^2) / 4 * r^2.

Теперь мы можем подставить значения и рассчитать F2.