Конечно, давайте разберем каждую задачу по порядку.
Задача 1:
Определите силу взаимодействия двух заряженных тел, находящихся на расстоянии 13 см. Заряды тел: 5 и 12 микрокулон.
Для вычисления силы взаимодействия между двумя заряженными телами, воспользуемся законом Кулона, который описывается формулой:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) – сила взаимодействия,
- \( k \) – электрическая постоянная (приблизительно \( 8.99 \cdot 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \)),
- \( q_1 \) и \( q_2 \) – заряды тел (в Кл),
- \( r \) – расстояние между зарядами (в метрах).
Переведем заряды:
- \( q_1 = 5 \, \text{мкКл} = 5 \cdot 10^{-6} \, \text{Кл} \)
- \( q_2 = 12 \, \text{мкКл} = 12 \cdot 10^{-6} \, \text{Кл} \)
Преобразуем расстояние:
- \( r = 13 \, \text{см} = 0.13 \, \text{м} \)
Теперь подставим все значения в формулу:
\[ F = 8.99 \cdot 10^9 \cdot \frac{|5 \cdot 10^{-6} \cdot 12 \cdot 10^{-6}|}{(0.13)^2} \]
Вычислим:
\[ F = 8.99 \cdot 10^9 \cdot \frac{60 \cdot 10^{-12}}{0.0169} \approx \frac{539.4 \cdot 10^{-3}}{0.0169} \approx 31.96 \, \text{Н} \]
Таким образом, сила взаимодействия между двумя зарядами составляет примерно 32 Н.
Задача 2:
Определите напряженность поля в точке, находящейся на расстоянии 14 м от точечного заряда 60 мКл. Как изменится напряженность, если уменьшить расстояние в 3 раза?
Напряженность электрического поля определяется по формуле:
\[ E = k \cdot \frac{|q|}{r^2} \]
где:
- \( E \) – напряженность поля,
- \( k \) – электрическая постоянная,
- \( q \) – заряд (в Кл),
- \( r \) – расстояние от заряда (в метрах).
Сначала переведем заряд:
- \( q = 60 \, \text{мКл} = 60 \cdot 10^{-3} \, \text{Кл} \)
Теперь подставим значения, когда \( r = 14 \, \text{м} \):
\[ E = 8.99 \cdot 10^9 \cdot \frac{60 \cdot 10^{-3}}{(14)^2} \]
Вычислим:
\[ E = 8.99 \cdot 10^9 \cdot \frac{60 \cdot 10^{-3}}{196} \approx 8.99 \cdot 10^9 \cdot 0.000306 \approx 2.75 \cdot 10^3 \, \text{Н/Кл} \]
Следовательно, напряженность поля на расстоянии 14 м составляет примерно 2750 Н/Кл.
Теперь, если мы уменьшаем расстояние в 3 раза, новое расстояние будет:
\[ r = \frac{14}{3} \approx 4.67 \, \text{м} \]
Пересчитаем напряженность для нового расстояния:
\[ E = 8.99 \cdot 10^9 \cdot \frac{60 \cdot 10^{-3}}{(4.67)^2} \]
Вычисляем:
\[ E = 8.99 \cdot 10^9 \cdot \frac{60 \cdot 10^{-3}}{21.81} \approx 8.99 \cdot 10^9 \cdot 0.00275 \approx 24750 \, \text{Н/Кл} \]
Это значит, что напряженность увеличивается и составляет около 24750 Н/Кл.
В результате, измененная напряженность в 3 раза меньше расстояния составит примерно 24750 Н/Кл.