Чтобы найти силу взаимодействия двух точечных зарядов в среде (в данном случае в керосине), можно воспользоваться формулой Кулона:
\[ F = \frac{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия,
- \( k \) — электрическая постоянная с учетом среды,
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — значения зарядов,
- \( r \) — расстояние между зарядами.
Электрическая постоянная в вакууме \( k_0 = 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \). В среде, учитывая диэлектрическую проницаемость \( E \):
\[ k = \frac{k_0}{E} \]
Подставим известные значения:
- \( E = 2.1 \),
- \( q_1 = 3 \times 10^{-8} \, \text{Кл} \),
- \( q_2 = -8 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \),
- \( r = 3 \, \text{см} = 0.03 \, \text{м} \).
Сначала подсчитаем \( k \):
\[ k = \frac{8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2}{2.1} \approx 4.28 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2. \]
Теперь подставим значения в формулу для силы:
\[ F = \frac{4.28 \times 10^9 \cdot |3 \times 10^{-8} \cdot (-8 \times 10^{-6})|}{(0.03)^2}. \]
Рассчитаем произведение зарядов:
\[ |q_1 \cdot q_2| = |3 \times 10^{-8} \cdot -8 \times 10^{-6}| = 24 \times 10^{-14} \, \text{Кл}^2. \]
Теперь подставим все значения в формулу:
\[ F = \frac{4.28 \times 10^9 \cdot 24 \times 10^{-14}}{0.0009}. \]
Вычислим числитель:
\[ 4.28 \times 10^9 \cdot 24 \times 10^{-14} = 1.0272 \times 10^{-3} \, \text{Н} \cdot \text{м}^2. \]
Теперь посчитаем силу:
\[ F = \frac{1.0272 \times 10^{-3}}{0.0009} \approx 1.1413 \, \text{Н}. \]
Таким образом, сила взаимодействия между зарядами в керосине составляет примерно 1.14 Н.