Какую силу оказывает заряд q2, если другой заряд равен ему по модулю и расположен на расстоянии а по прямой линии?

Данная задача относится к электростатике и требует применения закона Кулона, который гласит: сила, действующая между двумя зарядами, прямо пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Для начала, введем условные обозначения:
- q1 и q2 будут обозначать заряды, где q2 - искомая сила
- а - расстояние между зарядами
- k - постоянная Кулона (k ≈ 9 * 10^9 Н * м² / Кл²)

Из условия задачи известно, что заряд q2 равен по модулю заряду, с которым он взаимодействует. Поэтому, чтобы определить силу, оказываемую зарядом q2, мы можем рассмотреть силу, действующую на заряд q1 со стороны заряда q2 и умножить ее на 2.

Теперь мы можем записать формулу для силы, оказываемой на заряд q1 зарядом q2:
\[F = \dfrac{{k \cdot (q1 \cdot q2)}}{{a^2}}\]

Поскольку нам нужно определить силу, оказываемую зарядом q2, мы умножаем это выражение на 2:
\[F_{q2} = 2 \cdot \dfrac{{k \cdot (q1 \cdot q2)}}{{a^2}}\]

Теперь мы можем проверить предложенные варианты ответов, подставив их в формулу и сравнив полученные значения:

а) \(4 \cdot \dfrac{{k \cdot q^2}}{{5 \cdot a^2}}\)

б) \(5 \cdot \dfrac{{k \cdot q^2}}{{4 \cdot a^2}}\)

в) \(2 \cdot \dfrac{{k \cdot q^2}}{{a^2}}\)

Давайте рассчитаем силу, оказываемую зарядом q2 для каждого из вариантов ответов:

а) \(F_{q2} = 2 \cdot \dfrac{{k \cdot (q \cdot q)}}{{a \cdot a}} \cdot \dfrac{4}{5} = \dfrac{{8 \cdot k \cdot q^2}}{{5 \cdot a^2}}\)

б) \(F_{q2} = 2 \cdot \dfrac{{k \cdot (q \cdot q)}}{{a \cdot a}} \cdot \dfrac{5}{4} = \dfrac{{10 \cdot k \cdot q^2}}{{4 \cdot a^2}}\)

в) \(F_{q2} = 2 \cdot \dfrac{{k \cdot (q \cdot q)}}{{a \cdot a}} \cdot \dfrac{2}{1} = \dfrac{{4 \cdot k \cdot q^2}}{{a^2}}\)

Из расчетов видно, что вариант ответа "в) 2(kq²/a²" совпадает с нашим рассчитанным значением. Следовательно, правильный ответ - вариант "в) 2(kq²/a²".