Два одинаковых шарика с зарядами +4 нКл и -2 нКл находятся на расстоянии 40 см друг от друга. Определите: силу взаимодействия этих зарядов; суммарную напряженность электрического поля в середине отрезка, соединяющего заряды; во сколько раз изменится сила взаимодействия зарядов, если их соединить вместе, а затем развести на прежнее расстояние:
Сила взаимодействия этих зарядов будет равна F = k * |q1 * q2| / r^2, где k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н * м^2 / Кл^2), q1 и q2 - значения зарядов (+4 нКл и -2 нКл), r - расстояние между зарядами (40 см = 0.4 м). Подставив значения, получим F = 9 * 10^9 * |4 * 10^(-9) * (-2 * 10^(-9))| / (0.4)^2 = 36 * 10^(-18) / 0.16 = 225 * 10^(-18) Н = 2.25 * 10^(-16) Н.
Суммарная напряженность электрического поля в середине отрезка будет равна E = (k * q1) / (2 * r^2) = (9 * 10^9 * 4 * 10^(-9)) / (2 * (0.4)^2) = 18 * 10^0 / 0.32 = 56.25 Н/Кл.
Для определения изменения силы взаимодействия зарядов, если их соединить вместе и развести на прежнее расстояние, необходимо учесть, что при соединении заряды складываются по модулю, то есть |q1 + q2|. Таким образом, новая сила взаимодействия будет F' = k * |(4 * 10^(-9) - 2 * 10^(-9)) * 10^(-9)| / (0.4)^2 = 9 * 10^9 * 2 * 10^(-9) / 0.16 = 1.125 * 10^(-15) Н.
Изменилась сила взаимодействия в 5 раз: F' = 5 * F (1.125 * 10^(-15) = 5 * 2.25 * 10^(-16)).
