Дві однакові провідні кульки розташовані в повітрі на відстані 60 см. Їхні заряди відповідно дорівнюють 4·10–7 Кл і 0,8·10–7 Кл. Кульки зіткнули, а потім розвели на попередню відстань. Знайти силу їх взаємодії до і після зіткнення. (Відповідь: 0,8·10–3Н та 1,4·10–3Н)
Мы знаем, что сила взаимодействия между двумя зарядами описывается законом Кулона:
F = k * (q1 * q2) / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 N * m^2 / C^2), q1 и q2 - заряды тел, r - расстояние между зарядами.
Для начала посчитаем силу взаимодействия до зіткнення кульок.
F1 = k * (q1 * q2) / r^2,
где q1 = 4 * 10^-7 Кл, q2 = 0.8 * 10^-7 Кл, r = 60 см = 0.6 м.
Теперь мы можем вычислить силу:
F1 = 9 * 10^9 N * m^2 / C^2 * (4 * 10^-7 Кл * 0.8 * 10^-7 Кл) / (0.6 м)^2.
Произведем вычисления:
F1 = 9 * 10^9 N * m^2 / C^2 * (3.2 * 10^-14 Кл^2) / 0.36 м^2.
F1 = 3.2 * 10^-5 N.
Теперь рассчитаем силу взаимодействия после зіткнення кульок.
Когда кульки соприкасаются, заряд одной из них начинает перетекать на другую. Однако сумма зарядов на кульках должна сохраняться. После соприкосновения и разделения кульок, одна из них будет иметь заряд q1 + q2, а другая - заряд 0.
F2 = k * ((q1 + q2) * 0) / r^2 = 0 N.
Таким образом, сила взаимодействия после соприкосновения и разделения кульок равна нулю.
Итак, сила взаимодействия до зіткнення составляет F1 = 3.2 * 10^-5 N, а после зіткнення - F2 = 0 N.