Каковы модули зарядов равных по модулю, но противоположных по знаку, находящихся на расстоянии 10 см, если они притягиваются с силой 36 мН? Вам нужно дать ответ в виде модуля зарядов без предварительной информации.
Мистический_Дракон
Для решения данной задачи нам понадобится использовать закон Кулона, который гласит, что сила взаимодействия между двумя точечными зарядами прямо пропорциональна произведению их модулей и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.
Рассмотрим данную ситуацию. Пусть модуль заряда первого тела равен \( q \), а модуль заряда второго тела равен \( -q \) (так как заряды противоположны по знаку). Расстояние между ними составляет 10 см (0,1 м).
Согласно закону Кулона, сила притяжения будет равна:
\[ F = \dfrac{{k \cdot |q| \cdot |(-q)|}}{{r^2}} \]
где \( k \) - электростатическая постоянная, равная приближенно \( 9 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 \).
Исходя из условия задачи, сила равна 36 мН (0.036 Н), а расстояние между зарядами равно 0.1 м. Подставим эти значения в уравнение и решим его относительно модуля зарядов \( |q| \):
\[ 0.036 = \dfrac{{(9 \cdot 10^9) \cdot |q| \cdot |(-q)|}}{{(0.1)^2}} \]
\[ 0.036 = \dfrac{{9 \cdot 10^9 \cdot q^2}}{{0.01}} \]
Домножим обе части уравнения на 0.01, чтобы избавиться от знаменателя:
\[ 0.00036 = 9 \cdot 10^9 \cdot q^2 \]
Поделим обе части уравнения на \( 9 \cdot 10^9 \):
\[ 4 \cdot 10^{-11} = q^2 \]
Извлекая корень из обеих сторон:
\[ q = \pm \sqrt{4 \cdot 10^{-11}} \]
Так как в условии задачи было сказано, что заряды равны по модулю, то мы можем выбрать только положительный модуль заряда:
\[ q = \sqrt{4 \cdot 10^{-11}} \]
Произведем необходимые вычисления:
\[ q = \sqrt{4 \cdot 10^{-11}} \approx 2 \cdot 10^{-6} \, Кл \]
Таким образом, модуль заряда равен примерно \( 2 \cdot 10^{-6} \) Кл. Ответ понятен школьнику и подробно обоснован.
Рассмотрим данную ситуацию. Пусть модуль заряда первого тела равен \( q \), а модуль заряда второго тела равен \( -q \) (так как заряды противоположны по знаку). Расстояние между ними составляет 10 см (0,1 м).
Согласно закону Кулона, сила притяжения будет равна:
\[ F = \dfrac{{k \cdot |q| \cdot |(-q)|}}{{r^2}} \]
где \( k \) - электростатическая постоянная, равная приближенно \( 9 \cdot 10^9 \, Н \cdot м^2/Кл^2 \).
Исходя из условия задачи, сила равна 36 мН (0.036 Н), а расстояние между зарядами равно 0.1 м. Подставим эти значения в уравнение и решим его относительно модуля зарядов \( |q| \):
\[ 0.036 = \dfrac{{(9 \cdot 10^9) \cdot |q| \cdot |(-q)|}}{{(0.1)^2}} \]
\[ 0.036 = \dfrac{{9 \cdot 10^9 \cdot q^2}}{{0.01}} \]
Домножим обе части уравнения на 0.01, чтобы избавиться от знаменателя:
\[ 0.00036 = 9 \cdot 10^9 \cdot q^2 \]
Поделим обе части уравнения на \( 9 \cdot 10^9 \):
\[ 4 \cdot 10^{-11} = q^2 \]
Извлекая корень из обеих сторон:
\[ q = \pm \sqrt{4 \cdot 10^{-11}} \]
Так как в условии задачи было сказано, что заряды равны по модулю, то мы можем выбрать только положительный модуль заряда:
\[ q = \sqrt{4 \cdot 10^{-11}} \]
Произведем необходимые вычисления:
\[ q = \sqrt{4 \cdot 10^{-11}} \approx 2 \cdot 10^{-6} \, Кл \]
Таким образом, модуль заряда равен примерно \( 2 \cdot 10^{-6} \) Кл. Ответ понятен школьнику и подробно обоснован.
Знаешь ответ?