Давайте разберем задачу о взаимодействии двух заряженных шариков, используя закон Кулона.
Шаг 1: Формулировка закона Кулона.
Сила взаимодействия двух точечных зарядов описывается формулой:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия (в ньютонах);
- \( k \) — электрическая постоянная, приблизительно равная \( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \);
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — заряды в кулонах;
- \( r \) — расстояние между зарядами в метрах.
Шаг 2: Подготовка данных.
В нашей задаче:
- Заряды \( q_1 = q_2 = 8 \times 10^{-8} \, \text{Кл} \).
- Расстояние \( r = 400 \, \text{см} = 4 \, \text{м} \) (переводим сантиметры в метры).
Шаг 3: Подстановка значений в формулу.
Теперь подставим известные значения в формулу:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|8 \times 10^{-8} \cdot 8 \times 10^{-8}|}{(4)^2} \]
Шаг 4: Вычисление.
Сначала вычислим \( (4)^2 \):
\[ (4)^2 = 16 \]
Теперь подставим это значение и вычислим произведение зарядов:
\[ |8 \times 10^{-8} \cdot 8 \times 10^{-8}| = 64 \times 10^{-16} = 6.4 \times 10^{-15} \]
Теперь подставим всё обратно в формулу:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{6.4 \times 10^{-15}}{16} \]
Сначала вычислим дробь:
\[ \frac{6.4 \times 10^{-15}}{16} = 4 \times 10^{-16} \]
Теперь подставим и посчитаем:
\[ F = 8.99 \times 10^9 \cdot 4 \times 10^{-16} \]
Выполним умножение:
\[ F = 35.96 \times 10^{-7} = 3.596 \times 10^{-6} \, \text{Н} \]
Шаг 5: Заключение.
Сила взаимодействия между двумя заряженными шариками, находящимися на расстоянии 400 см друг от друга, составляет aproximadamente \( 3.596 \, \mu\text{Н} \) или \( 3.596 \times 10^{-6} \, \text{Н} \).