Сила взаимодействия между двумя точечными зарядами определяется законом Кулона, который выражается формулой:
[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}, ]
где
- ( F ) — сила взаимодействия,
- ( k ) — коэффициент пропорциональности (константа Кулона),
- ( q_1 ) и ( q_2 ) — значения зарядов,
- ( r ) — расстояние между зарядами.
Предположим, что начальные значения зарядов равны ( q_1 ) и ( q_2 ), а расстояние между ними — ( r ).
Если один из зарядов (например, ( q_1 )) увеличиваем в 4 раза, то получаем новый заряд ( q_1' = 4q_1 ). Если расстояние между зарядами увеличивается в 2 раза, то новое расстояние ( r' = 2r ).
Теперь подставим новые значения в формулу:
[ F' = k \frac{|q_1' q_2|}{(r')^2} = k \frac{|4q_1 q_2|}{(2r)^2}. ]
Упростим это выражение:
[ F' = k \frac{4 |q_1 q_2|}{4r^2} = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} = F. ]
Таким образом, сила взаимодействия двух зарядов останется неизменной и будет равна исходной силе ( F ).