Для решения задачи о нахождении расстояния между двумя зарядами, необходимо использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами.
Сила взаимодействия между двумя зарядами \( Q_1 \) и \( Q_2 \) выражается формулой:
\[ F = k \cdot \frac{|Q_1 \cdot Q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия,
- \( k \) — электрическая постоянная (\( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н м}^2/\text{Кл}^2 \)),
- \( r \) — расстояние между зарядами,
- \( Q_1 \) и \( Q_2 \) — величины зарядов.
В данном случае:
- \( Q_1 = Q_2 = 5 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \),
- \( F = 0.5 \, \text{тонн} = 0.5 \times 10^3 \, \text{Н} = 500 \, \text{Н} \).
Подставляя значения в формулу, получаем:
\[ 500 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{(5 \times 10^{-6})^2}{r^2} \]
Теперь можем решить уравнение для \( r \):
- Приведем \( (5 \times 10^{-6})^2 \):
\[ (5 \times 10^{-6})^2 = 25 \times 10^{-12} = 2.5 \times 10^{-11} \, \text{Кл}^2 \]
- Подставим это значение в уравнение:
\[ 500 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{2.5 \times 10^{-11}}{r^2} \]
- Упростим уравнение:
\[ 500 = \frac{(8.99 \times 2.5) \times 10^{9 - 11}}{r^2} \]
\[ 500 = \frac{22.475 \times 10^{-2}}{r^2} \]
- Перепишем уравнение:
\[ 500r^2 = 22.475 \times 10^{-2} \]
\[ r^2 = \frac{22.475 \times 10^{-2}}{500} = \frac{22.475}{50000} = 4.495 \times 10^{-4} \]
- Найдем \( r \):
\[ r = \sqrt{4.495 \times 10^{-4}} \approx 0.0211 \, \text{м} = 2.11 \, \text{см} \]
Таким образом, для того чтобы сила взаимодействия между двумя зарядами, по 5 мкКл каждый, составила 0.5 тонн, их необходимо расположить на расстоянии примерно 2.11 см друг от друга.
