Какова сила, с которой электростатическое поле, создаваемое двумя зарядами по 25 нкл каждый, действует на заряд

Для решения этой задачи, нам понадобятся формулы электростатики. Формула для расчета силы взаимодействия между двумя зарядами в вакууме имеет вид:

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

где \(F\) - сила взаимодействия, \(q_1\) и \(q_2\) - величины зарядов, \(r\) - расстояние между зарядами, \(k\) - постоянная Кулона.

Для начала, нам нужно найти постоянную Кулона \(k\). В системе СИ, значение постоянной Кулона составляет:

\[k = 9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\]

Теперь мы можем рассчитать силу взаимодействия между двумя одноименно заряженными частицами. Подставим известные значения в формулу:

\[F_1 = \frac{(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (25 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) \cdot (2 \times 10^{-9} \, \text{Кл})}{(0.15 \, \text{м})^2}\]

Рассчитаем числовое значение силы \(F_1\):

\[F_1 = \frac{(9 \times 25 \times 2) \times 10^{-9} \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2}{0.15^2} \, \text{Н}\]

\[F_1 = \frac{450}{0.0225} \, \text{Н}\]

\[F_1 \approx 20000 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила, с которой электростатическое поле, создаваемое двумя одноименно заряженными частицами, действует на заряд 2 нкл, равна примерно 20000 Ньютон.

Теперь рассмотрим случай, когда заряды разноименные. В этом случае, знак одного из зарядов должен измениться, что приведет к иной алгебраической формуле для расчета силы. Также, поскольку сила электростатического поля является векторной величиной, она будет направлена от заряда большего модуля к заряду меньшего модуля.

Нам понадобится найти разность зарядов, обозначим ее как \(q_{\text{разность}} = |q_1 - q_2|\). Теперь, используем аналогичную формулу для расчета силы:

\[F_2 = \frac{k \cdot |q_{\text{разность}} \cdot q_3|}{r^2}\]

Подставим известные значения в формулу:

\[F_2 = \frac{(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2) \cdot (23 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) \cdot (2 \times 10^{-9} \, \text{Кл})}{(0.15 \, \text{м})^2}\]

Рассчитаем числовое значение силы \(F_2\):

\[F_2 = \frac{(9 \times 23 \times 2) \times 10^{-9} \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2}{0.15^2} \, \text{Н}\]

\[F_2 = \frac{414}{0.0225} \, \text{Н}\]

\[F_2 \approx 18400 \, \text{Н}\]

Таким образом, сила, с которой электростатическое поле, создаваемое двумя разноименно заряженными частицами, действует на заряд 2 нкл, равна примерно 18400 Ньютон.

Надеюсь, что этот детальный и пошаговый ответ помог вам понять решение задачи! Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь их задавать. Я всегда готов помочь!