Для решения задачи о взаимодействии двух электрических зарядов используем закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Формула для расчёта силы Кулона выглядит следующим образом:
\[ F = k \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия между зарядами (в Ньютонах);
- \( k \) — электрическая постоянная (\( k = 8,99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2 \));
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — величины зарядов (в Кулонах);
- \( r \) — расстояние между зарядами (в метрах).
Теперь запишем известные данные:
- \( q_1 = 6 \, \text{мкКл} = 6 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \)
- \( q_2 = 8 \, \text{мкКл} = 8 \times 10^{-6} \, \text{Кл} \)
- \( F = 12 \times 10^{-3} \, \text{Н} \)
Теперь подставим эти значения в формулу и решим её относительно \( r \):
\[ 12 \times 10^{-3} = 8,99 \times 10^9 \frac{|6 \times 10^{-6} \cdot 8 \times 10^{-6}|}{r^2} \]
Сначала произведём умножение зарядов:
\[ 6 \times 10^{-6} \cdot 8 \times 10^{-6} = 48 \times 10^{-12} \, \text{Кл}^2 \]
Теперь подставим это значение в формулу:
\[ 12 \times 10^{-3} = 8,99 \times 10^9 \frac{48 \times 10^{-12}}{r^2} \]
Упрощаем уравнение:
\[ 12 \times 10^{-3} = \frac{8,99 \times 48}{r^2} \times 10^{-3} \]
Теперь проведём деление:
\[ 12 = \frac{8,99 \times 48}{r^2} \]
Умножим обе стороны на \( r^2 \):
\[ 12r^2 = 8,99 \times 48 \]
Теперь найдем значение \( 8,99 \times 48 \):
\[ 8,99 \times 48 = 431.52 \]
Теперь подставим это значение в уравнение:
\[ 12r^2 = 431.52 \]
Разделим обе стороны на 12:
\[ r^2 = \frac{431.52}{12} \approx 35.96 \]
Теперь найдём \( r \) — извлечём квадратный корень:
\[ r = \sqrt{35.96} \approx 5.99 \, \text{м} \]
Таким образом, заряды взаимодействуют на расстоянии приблизительно 5.99 метров.