Как изменится сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов при перенесении...

Для определения изменения силы электростатического взаимодействия двух зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью, мы можем использовать формулу для силы между двумя точечными зарядами:

F = k |q1 q2| / r^2,

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

В среде с диэлектрической проницаемостью ξ, постоянная Кулона меняется:

k' = k / ξ.

Если расстояние между зарядами остается неизменным, то в формуле для силы F = k' |q1 q2| / r^2, величина k' уменьшится в ξ раз. Таким образом, сила электростатического взаимодействия двух зарядов уменьшится в ξ раз при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью ξ = 2.

Ответ: 3. Уменьшится в 2 раза.

Чтобы понять, как изменится сила электростатического взаимодействия двух точечных электрических зарядов при перенесении их из вакуума в среду с диэлектрической проницаемостью (\xi = 2), необходимо обратиться к закону Кулона.

Закон Кулона описывает силу электростатического взаимодействия между двумя точечными зарядами и в вакууме формулируется следующим образом:

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

где

• ( F ) — сила взаимодействия,
• ( k_e ) — коэффициент пропорциональности, который в вакууме равен ( \frac{1}{4 \pi \varepsilon_0} ),
• ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины зарядов,
• ( r ) — расстояние между зарядами.

Когда заряды находятся в среде с диэлектрической проницаемостью (\xi), закон Кулона модифицируется следующим образом:

[ F' = k_e \frac{|q_1 q_2|}{\xi r^2} ]

где ( F' ) — сила взаимодействия в диэлектрической среде.

Диэлектрическая проницаемость (\xi) всегда больше или равна единице, причем (\xi = 1) соответствует вакууму. В данном случае (\xi = 2).

Подставим это значение в формулу:

[ F' = k_e \frac{|q_1 q_2|}{2 r^2} ]

Теперь сравним силу взаимодействия в вакууме и в диэлектрической среде. В вакууме сила была:

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

После переноса в среду с диэлектрической проницаемостью (\xi = 2), сила стала:

[ F' = \frac{F}{2} ]

То есть сила электростатического взаимодействия уменьшится в 2 раза.

Ответ: 3. Уменьшится в 2 раза.