Для решения этой задачи мы будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя электрическими зарядами.
Закон Кулона формулируется следующим образом:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
- \( k \) — электрическая постоянная (приблизительно равна \( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \)),
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — величины зарядов (в кулонах),
- \( r \) — расстояние между зарядами (в метрах).
Теперь подставим известные значения:
У нас есть два заряда по 10 нКл (нанокулон). Чтобы привести их к системе СИ, вспомним, что:
- 1 нКл = \( 1 \times 10^{-9} \) Кл. Таким образом: \[ q_1 = 10 \, \text{нКл} = 10 \times 10^{-9} \, \text{Кл} = 1 \times 10^{-8} \, \text{Кл} \] \[ q_2 = 10 \, \text{нКл} = 1 \times 10^{-8} \, \text{Кл} \]
Расстояние между зарядами составляет 3 см. Переведем это значение в метры: \[ r = 3 \, \text{см} = 0.03 \, \text{м} \]
Подставляем значения в формулу закона Кулона: \[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|(1 \times 10^{-8}) \cdot (1 \times 10^{-8})|}{(0.03)^2} \] \[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{1 \times 10^{-16}}{0.0009} \] \[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{1 \times 10^{-16}}{9 \times 10^{-4}} = 8.99 \times 10^9 \cdot 1.1111 \times 10^{-13} \] \[ F \approx 1.00 \times 10^{-3} \, \text{Н} = 1.00 \, \text{мН} \]
Таким образом, сила взаимодействия двух зарядов по 10 нКл, находящихся на расстоянии 3 см друг от друга, составляет примерно 1.00 мН (миллиньютон).