Чтобы определить силу взаимодействия двух электрических зарядов, можно воспользоваться законом Кулона, который гласит, что сила \( F \) между двумя точечными зарядами пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Формула закона Кулона выглядит следующим образом:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия (в Ньютонах);
- \( k \) — электростатическая постоянная (\( k \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \));
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — величины зарядов (в Кулонах);
- \( r \) — расстояние между зарядами (в метрах).
Теперь подставим в формулу наши значения:
- \( q_1 = 10 \, \text{Кл} \)
- \( q_2 = 10 \, \text{Кл} \)
- \( r = 50 \, \text{см} = 0.5 \, \text{м} \)
Теперь подставим эти значения в формулу:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|10 \cdot 10|}{(0.5)^2} \]
Посчитаем:
Произведение зарядов: \[ 10 \cdot 10 = 100 \, \text{Кл}^2 \]
Квадрат расстояния: \[ (0.5)^2 = 0.25 \, \text{м}^2 \]
Теперь можно подставить в формулу силы:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{100}{0.25} \]
Разделим: \[ \frac{100}{0.25} = 400 \]
Подставим значение обратно в формулу: \[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot 400 \]
Умножим: \[ F = 3.596 \times 10^{12} \, \text{Н} \]
Таким образом, сила взаимодействия между двумя зарядами в 10 Кл при расстоянии 50 см составляет \( 3.596 \times 10^{12} \, \text{Н} \).
Это очень большая сила, что иллюстрирует, как сильно влияют электрические заряды друг на друга на небольших расстояниях.