Чтобы найти силу \( F \) в данной задаче, давайте разберёмся с терминами и формулами, которые могут нам помочь.
В этой задаче представлены два заряда \( q_1 \) и \( q_2 \), равные \( 10 \, \text{нКл} \) (нанокулоны), и расстояние \( r = 3 \, \text{см} \) между ними. Мы будем использовать закон Кулона, который описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами.
Шаг 1: Запишите формулу для закона Кулона.
Закон Кулона задаётся следующей формулой:
\[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]
где:
- \( F \) — сила взаимодействия между зарядами (в Ньютонах),
- \( k \) — электрическая постоянная, приближённо равная \( 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 \),
- \( q_1 \) и \( q_2 \) — величины зарядов (в Кулонах),
- \( r \) — расстояние между зарядами (в метрах).
Шаг 2: Преобразуйте заряд и расстояние в правильные единицы.
Заряд \( q_1 \) и \( q_2 \) равен \( 10 \, \text{нКл} = 10 \times 10^{-9} \, \text{Кл} \) (то есть \( 10 \, \text{нКл} = 1 \, \text{нКл} = 10^{-9} \, \text{Кл} \)).
Расстояние \( r \) в сантиметрах нужно преобразовать в метры:
\[ r = 3 \, \text{см} = 0.03 \, \text{м} \]
Шаг 3: Подставьте значения в формулу.
Теперь подставим значения в формулу:
\[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{|10 \times 10^{-9} \cdot 10 \times 10^{-9}|}{(0.03)^2} \]
Шаг 4: Упрощение выражения.
Посчитаем сначала произведение зарядов:
\[ |10 \times 10^{-9} \cdot 10 \times 10^{-9}| = 100 \times 10^{-18} = 10^{-16} \, \text{Кл}^2 \]
Теперь подставим это в формулу:
\[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{10^{-16}}{(0.03)^2} \]
Посчитаем \( (0.03)^2 \):
\[ (0.03)^2 = 0.0009 \, \text{м}^2 \]
Теперь подставим это значение:
\[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{10^{-16}}{0.0009} \]
Шаг 5: Вычисление силы \( F \).
Теперь вычислим значение:
\[ F = 9 \times 10^9 \cdot \frac{10^{-16}}{0.0009} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{10^{-16}}{9 \times 10^{-4}} = 9 \times 10^9 \cdot \frac{10^{-16}}{9 \times 10^{-4}} = 10^{-12} \, \text{Н} \]
Шаг 6: Ответ.
Итак, величина силы \( F \) равна примерно:
\[ F \approx 10^{-12} \, \text{Н} \]
Это очень маленькая сила между точечными зарядами. Если есть вопросы или нужна помощь с другими задачами, не стесняйтесь спрашивать!