Чтобы решить задачу, будем использовать закон Кулона, который описывает силу, действующую между двумя точечными зарядами.
Формула закона Кулона выглядит следующим образом:
[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила взаимодействия между зарядами (в Ньютонах),
- ( k ) — электрическая постоянная, равная примерно ( 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).
Дано:
- Сила взаимодействия ( F = 144 , \text{мН} = 0{,}144 , \text{Н} ),
- Расстояние ( r = 10 , \text{см} = 0{,}1 , \text{м} ).
Поскольку заряды равны, обозначим их величину через ( q ):
Тогда формула закона Кулона примет вид:
[ F = k \cdot \frac{q^2}{r^2} ]
Подставляем известные элементы в формулу:
[ 0{,}144 = 8{,}99 \times 10^9 \cdot \frac{q^2}{(0{,}1)^2} ]
Решим это уравнение для нахождения ( q^2 ):
[ 0{,}144 = 8{,}99 \times 10^9 \cdot \frac{q^2}{0{,}01} ]
Умножим обе стороны на ( 0{,}01 ):
[ 0{,}144 \cdot 0{,}01 = 8{,}99 \times 10^9 \cdot q^2 ]
[ 0{,}00144 = 8{,}99 \times 10^9 \cdot q^2 ]
Теперь разделим обе стороны на ( 8{,}99 \times 10^9 ):
[ q^2 = \frac{0{,}00144}{8{,}99 \times 10^9} ]
Теперь вычисляем ( q^2 ):
[ q^2 = \frac{0{,}00144}{8{,}99 \times 10^9} \approx 1{,}6 \times 10^{-13} ]
Теперь находим ( q ), взяв квадратный корень:
[ q = \sqrt{1{,}6 \times 10^{-13}} \approx 1{,}26 \times 10^{-7} , \text{Кл} ]
Таким образом, модули зарядов равны:
[ q \approx 1{,}26 \times 10^{-7} , \text{Кл} ]
Итак, заряды, действующие на расстоянии 10 см, равны примерно ( 1{,}26 \times 10^{-7} , \text{Кл} ).