На яку відстань відпрацьовує електрична сила заряду вагою 10 кулі, після зарядження до 15 мкКл?

Перед тем как решить эту задачу, дадим небольшое объяснение. Электричная сила -- это сила, с которой действуют на друг друга заряды. Она зависит от величины зарядов и расстояния между ними. В данной задаче у нас есть заряд и нужно найти расстояние, на котором действует эта сила.

Для решения этой задачи воспользуемся законом Кулона, который выражает зависимость силы между двумя зарядами от расстояния между ними. Закон Кулона гласит:

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

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

В данной задаче мы знаем, что заряд равен 15 мкКл, а вес заряда равен 10 кулонам. Вопрос состоит в том, на каком расстоянии действует эта сила.

Подставим известные значения в формулу и решим уравнение относительно расстояния \(r\):

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

где \(k\) -- постоянная Кулона.

Используем единицы измерения в СИ:

\(q_1 = 15 \times 10^{-6}\) Кл,
\(q_2 = 10\) Кл,
\(F\) -- неизвестна.

Постоянная Кулона в СИ равна:

\(k = 9 \times 10^9\) Н·м²/Кл².

Подставляем значения:

\(\frac{{9 \times 10^9 \cdot |15 \times 10^{-6} \cdot 10|}}{{r^2}} = F\)

Упрощаем выражение и решаем уравнение относительно \(r\):

\(\frac{{9 \times 10^9 \cdot 15 \times 10^{-6} \cdot 10}}{{r^2}} = F\)

Вычисляем длину расстояния по формуле:

\(r = \sqrt{\frac{{9 \times 10^9 \cdot 15 \times 10^{-6} \cdot 10}}{{F}}}\)

Теперь найдем величину силы \(F\). Чтобы найти эту величину, нам понадобятся данные о массе зарядов.

По условию, масса заряда равна 10 г.

Mассу заряда можно выразить через формулу:

\(q = m \cdot g\),

где \(m\) -- масса заряда, \(g\) -- ускорение свободного падения.

Ускорение свободного падения на Земле принимают \(9.8 \, м/с^2\).

Подставляем значения:

\(m = 10 \, г = 0.01 \, кг\),
\(g = 9.8 \, м/с^2\).

Выразим массу \(m\) через заряд \(q\):

\(0.01 \, кг = q \, кулон\).

Теперь мы знаем величину заряда, выраженную в кулонах.

Для нахождения силы \(F\) воспользуемся формулой:

\(F = q \cdot g\).

Подставляем значения:

\(F = 0.01 \, кг \cdot 9.8 \, м/с^2 = 0.098 \, Н\).

Теперь, когда у нас есть значение силы \(F\) и известные значения постоянной Кулона \(k\), зарядов \(q_1\) и \(q_2\), мы можем вычислить значение расстояния \(r\):

\[r = \sqrt{\frac{{9 \times 10^9 \cdot 15 \times 10^{-6} \cdot 10}}{{0.098}}}\]

Подсчитаем это значение:

\[r \approx 18 \, метров\].

Таким образом, электрическая сила заряда весом 10 кулонов действует на расстоянии приблизительно 18 метров.