Решение задачи: взаимодействие зарядов

Ниже представлены решения всех задач, оформленные для удобного переписывания в школьную тетрадь. Задание 1 1. Одноименно заряжена пара под номером 1. Мы видим, что шарики отталкиваются друг от друга, а одноименные заряды (плюс с плюсом или минус с минусом) всегда отталкиваются. 2. Разноименно заряжена пара под номером 2. Шарики притягиваются друг к другу, что характерно для зарядов противоположных знаков. На рисунке 3 шарики висят вертикально, значит, они не взаимодействуют (по крайней мере один из них нейтрален). Задание 2 Ошибки допущены на рисунках 2 и 3. На рисунке 2 показаны разноименные заряды (+ и -), но они отталкиваются, хотя должны притягиваться. На рисунке 3 показаны разноименные заряды (+ и -), но они висят ровно, хотя должны притягиваться. Правильно изображено только на рисунке 1 (разноименные заряды притягиваются). Задание 3 Если отрицательно заряженная палочка отталкивает шарик, значит, шарик тоже заряжен отрицательно. Согласно законам физики, тела, имеющие заряды одного знака, отталкиваются друг от друга. Задание 4 Ошибки допущены на рисунках 2, 3 и 4. 2) Одноименные заряды (+ и +) должны отталкиваться, а на стрелках показано притяжение. 3) Разноименные заряды (- и +) должны притягиваться, а на стрелках показано отталкивание. 4) Одноименные заряды (- и -) должны отталкиваться, а на стрелках показано притяжение. Рисунки 1 и 5 выполнены верно. Решите самостоятельно Задача 1 Дано: \(q_1 = q_2 = 4 \text{ мкКл} = 4 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}\) \(r = 2 \text{ см} = 0,02 \text{ м}\) \(k = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}\) Найти: \(F\) — ? Решение: Используем закон Кулона: \[F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}\] Подставляем значения: \[F = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{4 \cdot 10^{-6} \cdot 4 \cdot 10^{-6}}{0,02^2}\] \[F = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{16 \cdot 10^{-12}}{0,0004}\] \[F = \frac{144 \cdot 10^{-3}}{4 \cdot 10^{-4}} = 36 \cdot 10^1 = 360 \text{ Н}\] Ответ: \(F = 360 \text{ Н}\). Задача 2 Дано: \(q_1 = 0,4 \text{ мкКл} = 0,4 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}\) \(q_2 = 0,5 \text{ мкКл} = 0,5 \cdot 10^{-6} \text{ Кл}\) \(r = 3 \text{ см} = 0,03 \text{ м}\) \(k = 9 \cdot 10^9 \frac{\text{Н} \cdot \text{м}^2}{\text{Кл}^2}\) Найти: \(F\) — ? Решение: \[F = k \frac{|q_1| \cdot |q_2|}{r^2}\] Подставляем значения: \[F = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{0,4 \cdot 10^{-6} \cdot 0,5 \cdot 10^{-6}}{0,03^2}\] \[F = 9 \cdot 10^9 \cdot \frac{0,2 \cdot 10^{-12}}{0,0009}\] \[F = \frac{1,8 \cdot 10^{-3}}{9 \cdot 10^{-4}} = 0,2 \cdot 10^1 = 2 \text{ Н}\] Ответ: \(F = 2 \text{ Н}\).