ЗАДАНИЕ №1
Одинаковые ли силы действуют на равные заряды \(q_1\) и \(q_2\) со стороны поля заряженного металлического шара?
На рисунке изображены два заряда: \(q_1\) (положительный) и \(q_2\) (отрицательный). В центре находится заряженный металлический шар (обозначен знаком плюс в круге), что означает, что шар заряжен положительно.
1. Силы, действующие на заряды по модулю:
Согласно закону Кулона, сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению модулей этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула закона Кулона:
\[F = k \frac{|q_1 q_2|}{r^2}\]В данном случае, мы рассматриваем взаимодействие каждого из зарядов \(q_1\) и \(q_2\) с заряженным металлическим шаром. Предполагается, что заряды \(q_1\) и \(q_2\) равны по модулю, то есть \(|q_1| = |q_2|\). Расстояние от центра шара до каждого из зарядов также одинаково (это видно из симметричного расположения на рисунке).
Поскольку заряды \(q_1\) и \(q_2\) равны по модулю, и расстояние до заряженного шара одинаково, то и силы, действующие на них со стороны шара, будут равны по модулю.
Ответ: Силы, действующие на заряды по модулю одинаковые.
2. Силы, действующие на заряды по направлению:
Направление силы взаимодействия зависит от знаков зарядов:
- Для заряда \(q_1\): Заряд \(q_1\) положительный, и заряженный шар также положительный. Одноименные заряды отталкиваются. Следовательно, сила, действующая на \(q_1\), будет направлена от шара.
- Для заряда \(q_2\): Заряд \(q_2\) отрицательный, а заряженный шар положительный. Разноименные заряды притягиваются. Следовательно, сила, действующая на \(q_2\), будет направлена к шару.
Поскольку силы направлены в разные стороны (одна от шара, другая к шару), они не одинаковы по направлению.
Ответ: Силы, действующие на заряды по направлению разные.