Заряд 1 электрон. заряд 2- электрон. расстояние между зарядами-?. диэлектрическая проницаемость-парафин. сила,н-5,2*10^{-21}
Ответ нейросети
13 февраля 2025 05:42
Для решения задачи о взаимодействии двух электрических зарядов, нам нужно воспользоваться законом Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами. Закон Кулона формулируется следующим образом:
[ F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
- ( k ) — электростатическая постоянная (при вакууме ( k \approx 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 разберем вашу задачу:
- Первый заряд ( q_1 = 1 , \text{электрон} ) (т.е. ( q_1 = 1.6 \times 10^{-19} , \text{Кл} )).
- Второй заряд ( q_2 = -1 , \text{электрон} ) (т.е. ( q_2 = -1.6 \times 10^{-19} , \text{Кл} )).
- Сила взаимодействия ( F = 5.2 \times 10^{-21} , \text{Н} ).
- Мы также должны учитывать диэлектрическую проницаемость парафина. Для парафина ( \varepsilon_r \approx 2.2 ).
Сначала нам нужно учесть, что в диэлектриках сила взаимодействия уменьшается на коэффициент диэлектрической проницаемости. Таким образом, мы умножаем электростатическую постоянную на диэлектрическую проницаемость:
[ k' = \frac{k}{\varepsilon_r} = \frac{8.99 \times 10^9}{2.2} \approx 4.09 \times 10^9 , \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 ]
Теперь мы можем подставить все известные значения в формулу закона Кулона и найти расстояние ( r ):
[ F = k' \frac{|q_1 q_2|}{r^2} ]
Подставляем известные значения:
[ 5.2 \times 10^{-21} = 4.09 \times 10^9 \frac{|(1.6 \times 10^{-19})(-1.6 \times 10^{-19})|}{r^2} ]
Теперь вычисляем произведение зарядов:
[ |q_1 q_2| = |(1.6 \times 10^{-19})(-1.6 \times 10^{-19})| = (1.6 \times 10^{-19})^2 = 2.56 \times 10^{-38} , \text{Кл}^2 ]
Подставляем это значение:
[ 5.2 \times 10^{-21} = 4.09 \times 10^9 \frac{2.56 \times 10^{-38}}{r^2} ]
Теперь упростим уравнение:
[ 5.2 \times 10^{-21} = \frac{4.09 \times 2.56}{r^2} \times 10^{-29} ]
[ 5.2 \times 10^{-21} = \frac{10.46}{r^2} \times 10^{-29} ]
Теперь перемножим и упростим:
[ 5.2 \times 10^{-21} \cdot r^2 = 10.46 \times 10^{-29} ]
[ r^2 = \frac{10.46 \times 10^{-29}}{5.2 \times 10^{-21}} = 2.01 \times 10^{-8} , \text{м}^2 ]
Теперь найдём ( r ):
[ r = \sqrt{2.01 \times 10^{-8}} \approx 1.42 \times 10^{-4} , \text{м} = 0.000142 , \text{м} \approx 0.142 , \text{мм} ]
Таким образом, расстояние между зарядами составляет примерно 0.142 мм.
Понравился ответ?
Задай свой вопрос
Напиши любую задачу или вопрос, а нейросеть её решит



