1.С какой силой взаимодействуют два заряда по 15 нКл, находящиеся на расстоянии 4,5 см друг от друга? 2.На каком расстоянии друг от друга заряды 4 мкКи 9 нКл взаимодействуют с…

С удовольствием отвечу на ваши вопросы по физике. Давайте разберемся с каждым из них по порядку.

1. Сила взаимодействия двух зарядов: Для расчета силы взаимодействия двух точечных зарядов можно использовать закон Кулона: \[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \] Где:

   • \( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \) — коэффициент пропорциональности (электростатическая постоянная),
   • \( q_1 = q_2 = 15 \, \text{нКл} = 15 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \),
   • \( r = 4.5 \, \text{см} = 0.045 \, \text{м} \).

   Подставим значения: \[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{(15 \times 10^{-9})^2}{(0.045)^2} \approx 1.77 \, \text{Н}. \]

2. Расстояние между зарядами: Используем закон Кулона, но теперь решим его относительно \( r \): \[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \implies r = \sqrt{k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{F}}. \] Где:

   • \( F = 9 \, \text{мН} = 9 \times 10^{-3} \, \text{Н} \),
   • \( q_1 = 4 \, \text{мкКл} = 4 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \),
   • \( q_2 = 9 \, \text{нКл} = 9 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \).

   Подставим значения и решим: \[ r = \sqrt{8.99 \times 10^9 \cdot \frac{(4 \times 10^{-6}) \cdot (9 \times 10^{-9})}{9 \times 10^{-3}}} \approx 0.209 \, \text{м} \text{ или } 20.9 \, \text{см}. \]

3. Сила, действующая на заряд: Сила, действующая на заряд в электрическом поле, рассчитывается по формуле: \[ F = q \cdot E, \] Где:

   • \( q = 14 \, \text{нКл} = 14 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \),
   • \( E = 1.7 \, \text{кВ/м} = 1700 \, \text{В/м} \).

   Подставим значения: \[ F = 14 \times 10^{-9} \cdot 1700 \approx 2.38 \times 10^{-6} \, \text{Н} \text{ или } 2.38 \, \mu\text{Н}. \]

4. Напряженность поля заряда: Напряженность \( E \) в точке на расстоянии \( r \) от заряда рассчитывается по формуле: \[ E = k \cdot \frac{|q|}{r^2}. \] Для \( r = 0.05 \, \text{м} \): \[ E_1 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{18 \times 10^{-9}}{(0.05)^2} \approx 7.19 \times 10^4 \, \text{В/м}. \] Для \( r = 0.11 \, \text{м} \): \[ E_2 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{18 \times 10^{-9}}{(0.11)^2} \approx 4.66 \times 10^4 \, \text{В/м}. \]

5. Напряженность результирующего поля: В однородном поле результирующая напряженность остается постоянной на расстоянии от заряда: \[ E_{\text{result}} = E_{\text{uniform}} = 20 \, \text{кВ/м} = 20000 \, \text{В/м}. \]

6. Длина проволоки реостата: Длина проволоки можно рассчитать по формуле сопротивления: \[ R = \rho \cdot \frac{l}{S} \implies l = \frac{R \cdot S}{\rho}. \] Здесь:

   • \( R = 90 \, \Omega \),
   • \( S = 1 \, \text{мм}^2 = 1 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 \),
   • \( \rho = 47 \times 10^{-8} \, \Omega \cdot \text{м} \).

   Подставляем: \[ l = \frac{90 \cdot 1 \times 10^{-6}}{47 \times 10^{-8}} \approx 192.55 \, \text{м}. \]

7. Мощность, потребляемая лампой: Общая ЭДС источника и его внутреннее сопротивление составляют: \[ U = E - I r, \] Где \( I \) – сила тока. Вот система уравнений:

   • Для ЭДС в первом случае (I=0.2A): \[ E = R_{lamp} \cdot I + I_r \cdot R_{r} \implies E = 20 \cdot 0.2 + 1 \cdot 0.2 = 4 + 0.2 = 4.2 \, В. \]

   • Для второго случая (I=0.1A): \[ E = 10 \cdot 0.1 + 0.5 \cdot 0.1 = 1 + 0.05 = 1.05 \, В. \]

8. Сила тока в медном проводе: Используем закон Ома: \[ I = \frac{U}{R}, \] где \( R = \rho \cdot \frac{l}{S} \). Подставляем значения: \[ R = 0.0175 \cdot \frac{100}{0.5 \times 10^{-6}} = 3.5 \, \Omega. \] Теперь рассчитываем: \[ I = \frac{12}{3.5} \approx 3.43 \, A. \]

9. ЭДС источника и внутреннее сопротивление: У вас есть система: \[ I_1 = 0.2 = \frac{E - 4.5r}{4.5}, \quad I_2 = 0.1 = \frac{E - 10r}{10}. \]

   После решения этих уравнений мы найдем \( E \) и \( r \).

10. Напряжение на зажимах батарейки: Рассчитываем по формуле: \[ U = E - I \cdot r, \] где \( I = \frac{E}{R+r}. \)

    Подставляем значения: \[ U \approx 4 - \left(\frac{4}{11.3}\right) \approx 3.52 \, В. \]

Если нужно что-то уточнить или задать дополнительные вопросы - напишите!