Для решения этой задачи мы можем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона формулируется следующим образом:
\[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
- \( k \) — коэффициент пропорциональности, известный как электрическая постоянная (\( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \)),
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — значения зарядов (в кулонах),
- \( r \) — расстояние между зарядами (в метрах).
В нашей задаче два заряда одинаковы, поэтому мы можем обозначить их как \( q \). Сила отталкивания \( F = 158 \, \text{мН} = 0.158 \, \text{Н} \), а расстояние \( r = 20 \, \text{см} = 0.2 \, \text{м} \).
Подставим известные значения в формулу:
\[ 0.158 = k \frac{q^2}{(0.2)^2} \]
Это можно переписать как:
\[ 0.158 = k \frac{q^2}{0.04} \]
Теперь умножим обе стороны уравнения на 0.04 и поделим на \( k \):
\[ q^2 = \frac{0.158 \times 0.04}{k} \]
Подставим значение \( k \):
\[ q^2 = \frac{0.158 \times 0.04}{8.99 \times 10^9} \]
Теперь проведем расчет:
\[ q^2 = \frac{0.00632}{8.99 \times 10^9} \] \[ q^2 \approx 7.03 \times 10^{-13} \]
Теперь найдем модуль заряда \( q \):
\[ q = \sqrt{7.03 \times 10^{-13}} \approx 8.38 \times 10^{-7} \, \text{Кл} \]
Таким образом, модули зарядов составляют примерно \( 8.38 \, \mu\text{Кл} \).
