Давайте решим обе задачи по порядку, начиная с первой.
Задача 6
Дано:
- Расстояние между зарядами (r) = 10 см = 0.1 м
- Сила взаимодействия (F) = 0.23 мН = 0.23 × 10^(-3) Н
- Константа электростатического взаимодействия (k) = 9 × 10^9 Н·м²/Кл²
Искать:
- Число избыточных электронов на каждом шарике.
Анализ: Для нахождения заряда на каждом шарике используем закон Кулона: \[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
Поскольку шары имеют одинаковые заряды (q), можно записать: \[ F = k \cdot \frac{q^2}{r^2} \]
Теперь подставим известные значения: \[ 0.23 \times 10^{-3} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{q^2}{(0.1)^2} \]
Решение: Упростим уравнение: \[ 0.23 \times 10^{-3} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{q^2}{0.01} \]
Умножаем обе стороны на 0.01: \[ 0.23 \times 10^{-5} = 9 \times 10^9 \cdot q^2 \]
Теперь делим обе стороны на \( 9 \times 10^9 \): \[ q^2 = \frac{0.23 \times 10^{-5}}{9 \times 10^9} \] \[ q^2 = \frac{0.23}{9} \times 10^{-14} \]
Вычислим: \[ q^2 \approx 0.0256 \times 10^{-14} \] \[ q \approx \sqrt{0.0256} \times 10^{-7} \] \[ q \approx 0.160 \times 10^{-7} \] \[ q \approx 1.6 \times 10^{-8} Кл \]
Теперь найдем число избыточных электронов: Количество электронов \( n \) определяется как: \[ n = \frac{q}{e} \] где \( e \approx 1.6 \times 10^{-19} Кл \): \[ n = \frac{1.6 \times 10^{-8}}{1.6 \times 10^{-19}} \] \[ n = 10^{11} \]
Ответ: На каждом шарике примерно \( 10^{11} \) избыточных электронов.
Задача 7
Дано:
- Сила взаимодействия (F) = 0.9 мН = 0.9 × 10^(-3) Н
- Расстояние между зарядами (r) = 3 см = 0.03 м
- Константа электростатического взаимодействия (k) = 9 × 10^9 Н·м²/Кл²
Искать:
- Величина каждого заряда (q).
Анализ: Используем тот же закон Кулона. Поскольку заряды одинаковы: \[ F = k \cdot \frac{q^2}{r^2} \]
Подставим известные значения: \[ 0.9 \times 10^{-3} = 9 \times 10^{9} \cdot \frac{q^2}{(0.03)^2} \]
Решение: Упрощаем уравнение: \[ 0.9 \times 10^{-3} = 9 \times 10^{9} \cdot \frac{q^2}{0.0009} \]
Умножаем обе стороны на 0.0009: \[ 0.9 \times 10^{-3} \cdot 0.0009 = 9 \times 10^{9} \cdot q^2 \]
Теперь делим обе стороны на \( 9 \times 10^{9} \): \[ q^2 = \frac{0.9 \times 10^{-3} \cdot 0.0009}{9 \times 10^{9}} \] \[ q^2 = \frac{0.81 \times 10^{-6}}{9 \times 10^9} \] \[ q^2 = 0.09 \times 10^{-15} \] \[ q \approx \sqrt{0.09} \times 10^{-7} \] \[ q \approx 0.3 \times 10^{-7} \] \[ q \approx 3 \times 10^{-8} Кл \]
Ответ: Величина каждого заряда составляет примерно \( 3 \times 10^{-8} Кл \).
Если у вас возникли дополнительные вопросы или нужна помощь с другими задачами, не стесняйтесь спрашивать!
