Для решения задачи будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона гласит:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия (в Ньютонах, Н),
- \( k \) — электрическая постоянная (приблизительно \( 8.99 \times 10^9 \ \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \)),
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — значения зарядов (в Кулонах, Кл),
- \( r \) — расстояние между зарядами (в метрах, м).
Теперь подставим данные из задачи:
Значения зарядов: \[ q_1 = q_2 = 25 \ \mu\text{Кл} = 25 \times 10^{-6} \ \text{Кл} \]
Расстояние: \[ r = 50 \ \text{см} = 0.5 \ \text{м} \]
Теперь можем подставить значения в формулу:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|25 \times 10^{-6} \cdot 25 \times 10^{-6}|}{(0.5)^2} \]
Теперь вычислим \( r^2 \):
\[ (0.5)^2 = 0.25 \ \text{м}^2 \]
Теперь подставим это значение:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|25 \times 10^{-6} \cdot 25 \times 10^{-6}|}{0.25} \]
Сначала вычислим произведение зарядов:
\[ 25 \times 10^{-6} \cdot 25 \times 10^{-6} = 625 \times 10^{-12} \ \text{Кл}^2 \]
Теперь подставляем в формулу:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{625 \times 10^{-12}}{0.25} \]
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot (625 \times 10^{-12} \cdot 4) \quad (\text{так как } \frac{1}{0.25} = 4) \]
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot (2500 \times 10^{-12}) \]
Теперь посчитаем:
\[ F = 8.99 \times 2500 \times 10^{-3} \]
\[ F = 22475 \times 10^{-3} = 22.475 \ \text{Н} \]
Таким образом, сила взаимодействия зарядов составляет примерно 22.48 Н.