Два одинаковых металлических шарика с зарядами 2,5 мкКл и 3,5 мкКл привели в соприкосновение и развели на расстояние 23 см. Найдите силу Кулона действующего на шарики на этом…

Давайте решим задачу поэтапно.

Дано:

• Заряд первого шарика: \( q_1 = 2,5 \ \text{мкКл} = 2,5 \times 10^{-6} \ \text{Кл} \)
• Заряд второго шарика: \( q_2 = 3,5 \ \text{мкКл} = 3,5 \times 10^{-6} \ \text{Кл} \)
• Расстояние между шариками: \( r = 23 \ \text{см} = 0,23 \ \text{м} \)

Что произошло: — Шарики, изначально с разными зарядами, соприкоснулись и затем разошлись. Поскольку шарики одинаковые, при соприкосновении заряд распределится поровну между ними.

Шаг 1: Найдем общую сумму зарядов перед соприкосновением

\[ Q_{total} = q_1 + q_2 = 2,5 \times 10^{-6} + 3,5 \times 10^{-6} = 6,0 \times 10^{-6} \ \text{Кл} \]

Шаг 2: Найдём заряд на каждом шарике после соприкосновения:

— так как шарики одинаковые, заряд распределится поровну:

\[ q' = \frac{Q_{total}}{2} = \frac{6,0 \times 10^{-6}}{2} = 3,0 \times 10^{-6} \ \text{Кл} \]

— После соприкосновения оба шарика имеют заряд \( 3,0 \times 10^{-6} \) Кл.

Шаг 3: Рассмотрим силу при раздельном состоянии

После соприкосновения заряд на каждом шарике равен \( q' = 3,0 \times 10^{-6} \) Кл.

Теперь, чтобы найти силу Кулона между ними при расстоянии \( r = 0,23 \) м, используем закон Кулона:

\[ F = k \frac{q_1 q_2}{r^2} \]

где:

• \( k = 8,988 \times 10^{9} \ \text{Н·м}^2/\text{Кл}^2 \)

Подставим значения:

\[ F = 8,988 \times 10^{9} \times \frac{(3,0 \times 10^{-6}) \times (3,0 \times 10^{-6})}{(0,23)^2} \]

\[ F = 8,988 \times 10^{9} \times \frac{9,0 \times 10^{-12}}{0,0529} \]

\[ F = 8,988 \times 10^{9} \times 1,700 \times 10^{-10} \]

\[ F \approx (8,988 \times 1,700) \times 10^{-1} \]

\[ F \approx 15,28 \ \text{Н} \]

Ответ:

Сила Кулона, действующая на шарики на расстоянии 23 см, составляет примерно 15,3 Н.