Два одинаковых шара с зарядами +1 мкКл и -0,2 мкКл привели с соприкосновение и разведены на расстояние...

Сначала найдем силу, с которой шары действуют друг на друга по закону Кулона. Формула для расчета силы взаимодействия двух заряженных шаров:

F = k |q1 q2| / r^2

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (8.99 10^9 Н м^2 / Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов шаров, r - расстояние между шарами.

Подставляем значения:

F = 8.99 10^9 |1 (-0.2)| / (0.2)^2 F = 8.99 10^9 0.2 / 0.04 F = 8.99 10^9 5 F = 44.95 10^9 Н

Теперь найдем направление силы взаимодействия. Поскольку у шаров разные заряды (+ и -), сила будет притягивающей. Таким образом, сила будет направлена от шара с отрицательным зарядом к шару с положительным зарядом.

Итак, сила взаимодействия между шарами равна 44.95 * 10^9 Н и направлена от шара с отрицательным зарядом к шару с положительным зарядом.

Для решения данной задачи сначала необходимо определить итоговый заряд на каждом шаре после их соприкосновения. Когда два проводящих шара соприкасаются, заряды перераспределяются так, чтобы достичь равновесия. Это означает, что заряд распределяется равномерно между шарами, если они идентичны.

1. Вычисление общего заряда:

   Изначально заряды шаров составляют +1 мкКл и -0,2 мкКл. Общий заряд системы равен сумме зарядов:

   [ Q_{\text{общий}} = (+1) + (-0,2) = +0,8 \, \text{мкКл} ]

2. Распределение заряда:

   Поскольку шары одинаковы, общий заряд распределяется поровну между ними:

   [ Q{\text{на каждом шаре}} = \frac{Q{\text{общий}}}{2} = \frac{0,8}{2} = 0,4 \, \text{мкКл} ]

   Таким образом, после соприкосновения каждый шар имеет заряд +0,4 мкКл.

3. Вычисление силы взаимодействия:

   Сила взаимодействия между двумя заряженными телами в вакууме определяется законом Кулона:

   [ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} ]

   где:

   • ( F ) — сила взаимодействия,
   • ( k ) — коэффициент пропорциональности в законе Кулона, равный ( 8{,}99 \times 10^9 \, \text{Нм}^2/\text{Кл}^2 ),
   • ( q_1 ) и ( q_2 ) — заряды взаимодействующих тел,
   • ( r ) — расстояние между центрами зарядов.

   В нашем случае:

   • ( q_1 = q_2 = 0,4 \times 10^{-6} \, \text{Кл} ),
   • ( r = 0,2 \, \text{м} ) (так как 20 см = 0,2 м).

   Подставим значения в формулу:

   [ F = 8{,}99 \times 10^9 \frac{|0,4 \times 10^{-6} \cdot 0,4 \times 10^{-6}|}{(0,2)^2} ]

   [ F = 8{,}99 \times 10^9 \frac{0,16 \times 10^{-12}}{0,04} ]

   [ F = 8{,}99 \times 10^9 \cdot 4 \times 10^{-12} ]

   [ F = 35{,}96 \times 10^{-3} \, \text{Н} ]

   [ F \approx 0{,}036 \, \text{Н} ]

Таким образом, сила взаимодействия между шарами после их разведения составляет примерно 0,036 Н.