Какое значение q2 (нкл) становится, когда заряд q1 равен 40 и сила взаимодействия между зарядами 1 и 2 изменяется

Для решения этой задачи воспользуемся законом Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Формула для вычисления этой силы выглядит следующим образом:

\[ F = \frac {k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} \],

где F - сила взаимодействия между зарядами, k - постоянная Кулона (k = 9 * 10^9 Н*м^2/Кл^2), q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.

В данной задаче мы знаем, что сила взаимодействия между зарядами 1 и 2 изменяется в n раз после соединения заряда q1 с зарядом q3. Обозначим изменение силы как \(\Delta F\) и используем формулу для рассчета силы до и после соединения:

\[ F_1 = \frac {k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r_1^2} \]
\[ F_2 = \frac {k \cdot |(q_1+q_3) \cdot q_2|}{r_2^2} \]

где \( F_1 \) - сила до соединения, \( F_2 \) - сила после соединения, \( r_1 \) и \( r_2 \) - расстояния между зарядами до и после соединения, соответственно.

Из условия задачи известно, что \( F_2 = n \cdot F_1 \), поэтому можем записать:

\[ \frac {k \cdot |(q_1+q_3) \cdot q_2|}{r_2^2} = n \cdot \frac {k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r_1^2} \]

Теперь найдем выражения для \( r_1 \) и \( r_2 \). После соединения заряды q1 и q3 становятся одним точечным зарядом, поэтому расстояние между новым зарядом (q1+q3) и зарядом q2 будет равно r2. Расстояние между зарядами q1 и q2 остается прежним и равно r1.

Таким образом, имеем:

\[ r_2 = r_1 \]
\[ r_1 = r \]

Подставим выражения для \( r_1 \) и \( r_2 \) в уравнение:

\[ \frac {k \cdot |(q_1+q_3) \cdot q_2|}{r^2} = n \cdot \frac {k \cdot |q_1 \cdot q_2|}{r^2} \]

Расстояние r сократится, и мы получим:

\[ |(q_1+q_3) \cdot q_2| = n \cdot |q_1 \cdot q_2| \]

Заметим, что q2 встречается в обоих частях уравнения с модулем. Это означает, что мы можем разделить обе части уравнения на |q1 * q2| без потери общности. Обратите внимание, что мы должны рассмотреть два случая: q1*q2 положительно и отрицательно.

1) Если \( q_1 \cdot q_2 > 0 \)

\[ |q_1+q_3| = n \]

В этом случае значение q2 не изменится и будет равно |q1+q3|.

2) Если \( q_1 \cdot q_2 < 0 \)

\[ |q_1+q_3| = -n \]

В этом случае значение q2 изменится на противоположную (отрицательную) величину |q1+q3|.

Таким образом, ответ на задачу зависит от знака \( q_1 \cdot q_2 \):

- Если \( q_1 \cdot q_2 > 0 \), то значение q2 становится равным |q1+q3|.
- Если \( q_1 \cdot q_2 < 0 \), то значение q2 становится равным -|q1+q3|.

Обратите внимание, что значение q3 в задаче неизвестно, поэтому мы не можем определить точное числовое значение для q2 до тех пор, пока не будут предоставлены дополнительные сведения о q3. Однако мы можем выразить q2 в зависимости от q1 и q3.