Если два точечных заряда перенести из масла с диэлектрической проницаемостью 2,2 в воздух, как изменится сила

Чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для этой силы выглядит следующим образом:

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

где \(F\) - сила взаимодействия, \(k\) - постоянная Кулона (\(k = 9 \times 10^9\, \text{Н}\cdot\text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - величины зарядов, \(r\) - расстояние между зарядами.

В данной задаче не указано, какие заряды мы рассматриваем, поэтому для простоты давайте предположим, что у нас два одинаковых заряда. Пусть каждый заряд равен \(q\) и расстояние между ними равно \(r\). Тогда начальная сила взаимодействия \(F_1\) будет вычисляться по формуле:

\[F_1 = \dfrac{k \cdot q \cdot q}{r^2} = \dfrac{k \cdot q^2}{r^2}\]

Если мы перемещаем заряды из масла с диэлектрической проницаемостью 2,2 в воздух (диэлектрическая проницаемость воздуха равняется 1), то новая сила взаимодействия \(F_2\) будет вычисляться по формуле:

\[F_2 = \dfrac{k \cdot q \cdot q}{\varepsilon \cdot r^2}\]

где \(\varepsilon\) - диэлектрическая проницаемость среды. В данном случае \(\varepsilon = 1\) для воздуха.

Мы видим, что новая сила взаимодействия \(F_2\) будет меньше, чем начальная сила взаимодействия \(F_1\), так как в знаменателе стоит \(\varepsilon \cdot r^2\), а \(\varepsilon > 1\).

Используя данные в ответах, мы можем сделать следующие выводы:

А) увеличится в 1,5: Этот ответ неверен, поскольку новая сила будет меньше начальной силы.

Б) уменьшится в 1,5: Этот ответ неверен, поскольку мы ожидаем, что новая сила будет меньше начальной силы.

В) увеличится в 4,84: Этот ответ неверен, так как мы ожидаем, что новая сила будет меньше начальной силы.

Г) не изменится: Этот ответ неверен, так как мы ожидаем, что новая сила будет меньше начальной силы.

Д) уменьшится в 4,84: Этот ответ верен. Предполагая, что речь идет о диэлектрической проницаемости масла, равной 2,2, мы ожидаем, что новая сила будет меньше начальной силы.

E) увеличится в 2,2: Этот ответ неверен, так как мы ожидаем, что новая сила будет меньше начальной силы.

F) уменьшится: Этот ответ неполон и не может быть принят как правильный ответ.

Итак, правильный ответ на задачу: Д) уменьшится в 4,84.