Решение задачи по физике: закон Кулона

Вот решение задачи, оформленное для записи в тетрадь. Дано: \( r = 40 \text{ см} = 0,4 \text{ м} \) \( q_1 = 9 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \) \( q_2 = -2 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \) \( k = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2} \) Найти: \( F_1 \) — ? (до соприкосновения) \( F_2 \) — ? (после соприкосновения) Рисунок: 1) До: (+q1) <--- r ---> (-q2) (силы притяжения) 2) После: (+q') <--- r ---> (+q') (силы отталкивания) Решение: 1. Найдем силу взаимодействия до соприкосновения по закону Кулона: \[ F_1 = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2} \] \[ F_1 = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{9 \cdot 10^{-9} \cdot 2 \cdot 10^{-9}}{0,4^2} = \frac{162 \cdot 10^{-9}}{0,16} \approx 1,01 \cdot 10^{-6} \text{ Н} \] 2. При соприкосновении одинаковых шариков заряд перераспределяется поровну. Найдем новый заряд каждого шарика \( q' \): \[ q' = \frac{q_1 + q_2}{2} \] \[ q' = \frac{9 \cdot 10^{-9} + (-2 \cdot 10^{-9})}{2} = \frac{7 \cdot 10^{-9}}{2} = 3,5 \cdot 10^{-9} \text{ Кл} \] 3. Найдем силу взаимодействия после того, как шарики раздвинули: \[ F_2 = k \frac{q'^2}{r^2} \] \[ F_2 = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{(3,5 \cdot 10^{-9})^2}{0,4^2} = \frac{9 \cdot 10^9 \cdot 12,25 \cdot 10^{-18}}{0,16} \approx 0,69 \cdot 10^{-6} \text{ Н} \] Ответ: \( F_1 \approx 1,01 \text{ мкН} \); \( F_2 \approx 0,69 \text{ мкН} \).