ЗАДАНИЕ 2 Введите ответ в числовое поле Два одинаковых шарика имеют заряды +8е и -2е и расположены на расстоянии в 1 м. Шарики приводят в контакт друг с другом, затем раздвигают…
ЗАДАНИЕ 2 Введите ответ в числовое поле Два одинаковых шарика имеют заряды +8е и -2е и расположены на расстоянии в 1 м. Шарики приводят в контакт друг с другом, затем раздвигают на прежнее расстояние. Определите силу электрического взаимодействия шариков в конечном состоянии (e = 1,6 • 10-19 Кл, k = 9-109 H •м2 / Кл2). Результат округлить до целых. Ввести только то число, которое нужно умножить на 10-27, чтобы получить искомую силу (например, если получилась сила 6 • 10-27 Н, то следует ввести только 6).
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: \[ \boxed{2} \]
