Для решения задачи по определению силы взаимодействия между двумя заряженными шариками, необходимо выполнить несколько шагов.
- Определение зарядов после соприкосновения:
Когда два одинаковых проводника (в данном случае, шарика) соприкасаются, заряды у них распределяются поровну. Для этого сначала найдем общую величину заряда:
\[ Q_{\text{общ}} = Q_1 + Q_2 = 6 \times 10^{-6} \, \text{Кл} + 12 \times 10^{-6} \, \text{Кл} = 18 \times 10^{-6} \, \text{Кл}. \]
Так как оба шарика одинаковые, каждый после соприкосновения примет половину общего заряда:
\[ Q_{\text{новый}} = \frac{Q_{\text{общ}}}{2} = \frac{18 \times 10^{-6} \, \text{Кл}}{2} = 9 \times 10^{-6} \, \text{Кл}. \]
- Определение силы взаимодействия:
Сила электростатического взаимодействия между двумя зарядами определяется законом Кулона:
\[ F = k \frac{|Q_1 \cdot Q_2|}{r^2}, \]
где \( F \) — сила взаимодействия, \( k \) — коэффициент пропорциональности (приблизительно \( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \)), \( Q_1 \) и \( Q_2 \) — величины зарядов, \( r \) — расстояние между зарядами.
Теперь подставим значения:
\[ F = k \frac{|Q_{\text{новый}} \cdot Q_{\text{новый}}|}{r^2} = k \frac{|9 \times 10^{-6} \cdot 9 \times 10^{-6}|}{(0.5)^2}. \]
Сначала вычислим \( (0.5)^2 \):
\[ (0.5)^2 = 0.25 \, \text{м}^2. \]
Теперь подставим и рассчитаем силу:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \frac{(9 \times 10^{-6})^2}{0.25}. \]
Вычислим \( (9 \times 10^{-6})^2 \):
\[ (9 \times 10^{-6})^2 = 81 \times 10^{-12} \, \text{Кл}^2. \]
Теперь подставим это в формулу силы:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \frac{81 \times 10^{-12}}{0.25} = 8.99 \times 10^9 \cdot 324 \times 10^{-12}. \]
Это упрощается до:
\[ F \approx 2.91 \times 10^{-2} \, \text{Н}. \]
Таким образом, сила взаимодействия между шариками после их разъединения составляет приблизительно \( 0.0291 \, \text{Н} \).