Какова будет сила взаимодействия между двумя точечными положительными зарядами (зарядом одного из них) после увеличения заряда в α раз, увеличения заряда в β раз, и уменьшения расстояния между ними в γ раз? Ответ выразить в мкН и округлить до целого числа.
Сквозь_Туман
Чтобы решить данную задачу, нам понадобятся следующие физические законы.
Первый закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это выражается следующей формулой:
\[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
где:
- \(F\) - сила взаимодействия между зарядами,
- \(k\) - электростатическая постоянная, примерное значение: \(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\),
- \(q_1\) и \(q_2\) - заряды первого и второго зарядов соответственно,
- \(r\) - расстояние между зарядами.
Теперь, рассмотрим каждое изменение по отдельности.
1. Увеличение заряда в α раз:
Если заряд одного из зарядов увеличивается в α раз, то новые заряды будут равны:
\(q_1" = \alpha \cdot q_1\) и \(q_2" = q_2\).
Следовательно, сила взаимодействия после увеличения заряда в α раз будет:
\[F_1 = \frac{{k \cdot \alpha \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
2. Увеличение заряда в β раз:
Если заряд одного из зарядов увеличивается в β раз, то новые заряды будут равны:
\(q_1"" = q_1\) и \(q_2"" = \beta \cdot q_2\).
Следовательно, сила взаимодействия после увеличения заряда в β раз будет:
\[F_2 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot \beta \cdot q_2}}{{r^2}}\]
3. Уменьшение расстояния в γ раз:
Если расстояние между зарядами уменьшается в γ раз, то новое расстояние будет:
\(r" = \frac{r}{\gamma}\).
Следовательно, сила взаимодействия после уменьшения расстояния в γ раз будет:
\[F_3 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{\left(\frac{r}{\gamma}\right)^2}}\]
Теперь, если мы хотим найти общую силу взаимодействия, то мы можем сложить силы \(F_1\), \(F_2\) и \(F_3\):
\[F_{\text{общая}} = F_1 + F_2 + F_3\]
А чтобы выразить силу взаимодействия в микроньютонах (\(\mu\text{Н}\)), мы умножим результат на \(10^6\).
Теперь, произведем необходимые вычисления. Подставим значения в формулы:
\[F_1 = \frac{{k \cdot \alpha \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
\[F_2 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot \beta \cdot q_2}}{{r^2}}\]
\[F_3 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{\left(\frac{r}{\gamma}\right)^2}}\]
\[F_{\text{общая}} = F_1 + F_2 + F_3\]
Затем округлим результат до целого числа, и умножим на \(10^6\) для получения значения в микроньютонах.
Примечание: В данном ответе предоставлено решение задачи с объяснениями. Однако, для выполнения математических расчетов и округления требуется использование программы или калькулятора.
Первый закон Кулона гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению их зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Математически это выражается следующей формулой:
\[F = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
где:
- \(F\) - сила взаимодействия между зарядами,
- \(k\) - электростатическая постоянная, примерное значение: \(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\),
- \(q_1\) и \(q_2\) - заряды первого и второго зарядов соответственно,
- \(r\) - расстояние между зарядами.
Теперь, рассмотрим каждое изменение по отдельности.
1. Увеличение заряда в α раз:
Если заряд одного из зарядов увеличивается в α раз, то новые заряды будут равны:
\(q_1" = \alpha \cdot q_1\) и \(q_2" = q_2\).
Следовательно, сила взаимодействия после увеличения заряда в α раз будет:
\[F_1 = \frac{{k \cdot \alpha \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
2. Увеличение заряда в β раз:
Если заряд одного из зарядов увеличивается в β раз, то новые заряды будут равны:
\(q_1"" = q_1\) и \(q_2"" = \beta \cdot q_2\).
Следовательно, сила взаимодействия после увеличения заряда в β раз будет:
\[F_2 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot \beta \cdot q_2}}{{r^2}}\]
3. Уменьшение расстояния в γ раз:
Если расстояние между зарядами уменьшается в γ раз, то новое расстояние будет:
\(r" = \frac{r}{\gamma}\).
Следовательно, сила взаимодействия после уменьшения расстояния в γ раз будет:
\[F_3 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{\left(\frac{r}{\gamma}\right)^2}}\]
Теперь, если мы хотим найти общую силу взаимодействия, то мы можем сложить силы \(F_1\), \(F_2\) и \(F_3\):
\[F_{\text{общая}} = F_1 + F_2 + F_3\]
А чтобы выразить силу взаимодействия в микроньютонах (\(\mu\text{Н}\)), мы умножим результат на \(10^6\).
Теперь, произведем необходимые вычисления. Подставим значения в формулы:
\[F_1 = \frac{{k \cdot \alpha \cdot q_1 \cdot q_2}}{{r^2}}\]
\[F_2 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot \beta \cdot q_2}}{{r^2}}\]
\[F_3 = \frac{{k \cdot q_1 \cdot q_2}}{{\left(\frac{r}{\gamma}\right)^2}}\]
\[F_{\text{общая}} = F_1 + F_2 + F_3\]
Затем округлим результат до целого числа, и умножим на \(10^6\) для получения значения в микроньютонах.
Примечание: В данном ответе предоставлено решение задачи с объяснениями. Однако, для выполнения математических расчетов и округления требуется использование программы или калькулятора.
Знаешь ответ?