Для решения этой задачи давайте следовать нескольким шагам:
Шаг 1: Определяем заряды шариков
Мы имеем два шарика:
- Первый шарик имеет заряд ( Q_1 = +8e )
- Второй шарик имеет заряд ( Q_2 = -2e )
Где ( e = 1,6 \times 10^{-19} , \text{Кл} ) — элементарный заряд.
Шаг 2: Определяем значения зарядов в кулонах
Мы можем подставить значение ( e ) для определения зарядов в кулонах:
[
Q_1 = +8(1,6 \times 10^{-19}) = +12,8 \times 10^{-19} , \text{Кл}
]
[
Q_2 = -2(1,6 \times 10^{-19}) = -3,2 \times 10^{-19} , \text{Кл}
]
Шаг 3: Находим общий заряд после контакта
При контакте шариков, заряды перераспределяются. Общий заряд шаpиков:
[
Q_{total} = Q_1 + Q_2 = 12,8 \times 10^{-19} + (-3,2 \times 10^{-19}) = 9,6 \times 10^{-19} , \text{Кл}
]
Поскольку шарики одинаковые, они будут иметь одинаковый заряд после контакта:
[
Q_{final} = \frac{Q_{total}}{2} = \frac{9,6 \times 10^{-19}}{2} = 4,8 \times 10^{-19} , \text{Кл}
]
Шаг 4: Определяем силу электрического взаимодействия
Сила электрического взаимодействия между двумя зарядами рассчитывается по формуле Кулона:
[
F = k \frac{|Q_1 Q_2|}{r^2}
]
где:
- ( k = 9 \times 10^9 , \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 )
- ( r = 1 , \text{м} )
- ( Q_1 = 4,8 \times 10^{-19} , \text{Кл} )
- ( Q_2 = 4,8 \times 10^{-19} , \text{Кл} )
Подставим значения в формулу:
[
F = 9 \times 10^9 \frac{(4,8 \times 10^{-19})^2}{1^2}
]
Шаг 5: Вычисляем силу
Сначала вычисляем ( (4,8 \times 10^{-19})^2 ):
[
(4,8 \times 10^{-19})^2 = 23,04 \times 10^{-38} , \text{Кл}^2
]
Теперь подставляем в формулу для силы:
[
F = 9 \times 10^9 \times 23,04 \times 10^{-38} = 207,36 \times 10^{-29} , \text{Н}
]
Шаг 6: Округляем и форматируем ответ
Округляем до целого значения:
[
F \approx 207 \times 10^{-29} , \text{Н}
]
Так как нужно ввести это значение умноженное на ( 10^{-27} ):
[
207 \times 10^{-29} = 2,07 \times 10^{-27}
]
Округляем и конечный ответ:
[
\boxed{2}
]