Для решения задачи используем закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между точечными зарядами. Формула закона Кулона выглядит так:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где
\( F \) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
\( k \) — электростатическая постоянная (приблизительно \( 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \)),
\( q_1 \) и \( q_2 \) — величины зарядов (в кулонах),
\( r \) — расстояние между зарядами (в метрах).
В нашей задаче:
\( q_1 = 2 \, \text{нКл} = 2 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \)
\( q_2 = 5 \, \text{нКл} = 5 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \)
\( F = 9 \, \text{мН} = 9 \times 10^{-3} \, \text{Н} \)
Теперь подставим известные значения в формулу и найдём \( r \).
Перепишем формулу для нахождения расстояния:
\[ r^2 = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{F} \]
Теперь подставим значения:
\[ r^2 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{|(2 \times 10^{-9}) \cdot (5 \times 10^{-9})|}{9 \times 10^{-3}} \]
Посчитаем числитель:
\[ |(2 \times 10^{-9}) \cdot (5 \times 10^{-9})| = 10 \times 10^{-18} \text{ Кл}^2 = 1 \times 10^{-17} \text{ Кл}^2 \]
Теперь подставим числитель в уравнение:
\[ r^2 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{1 \times 10^{-17}}{9 \times 10^{-3}} \]
Теперь посчитаем дробь:
\[ \frac{1 \times 10^{-17}}{9 \times 10^{-3}} = \frac{1}{9} \times 10^{-14} \text{ Кл}^2/\text{Н} \]
Теперь подставим значение обратно:
\[ r^2 = 8.99 \times 10^9 \cdot \frac{1}{9} \times 10^{-14} \]
Выполним деление:
\[ \frac{8.99 \times 10^9}{9} \approx 0.999 \times 10^9 \approx 1.11 \times 10^9 \]
Теперь умножим на \( 10^{-14} \):
\[ r^2 = 1.11 \times 10^{-5} \]
Теперь найдём \( r \) взяв квадратный корень:
\[ r = \sqrt{1.11 \times 10^{-5}} \approx 3.33 \times 10^{-3} \text{ м} = 3.33 \text{ см} \]
Таким образом, расстояние между точечными зарядами составляет приблизительно 3.33 см.