Як змінилася сила взаємодії, коли дві однакові металеві кульки з різнойменними зарядами, доторкнулися одна до одної

Когда две металлические кульки с разноименными зарядами соприкасаются и затем отодвигаются на одинаковое расстояние, сила взаимодействия между ними изменяется. Для того, чтобы узнать, как она изменилась, нам необходимо рассмотреть электростатическую силу притяжения между ними.

Электростатическая сила притяжения между двумя точечными зарядами определяется по закону Кулона и выражается формулой:

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

где \(F\) - сила взаимодействия, \(k\) - электростатическая постоянная (\(k = 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)), \(q_1\) и \(q_2\) - заряды кульек, а \(r\) - расстояние между ними.

В данной задаче у нас есть две одинаковые кульки, но с разными зарядами. Пусть заряд одной кульки равен \(q\), а заряд другой кульки равен \(7q\) (где \(q\) - произвольная единица заряда).

После соприкосновения и отодвигания кульки на одинаковое расстояние, расстояние \(r\) остается неизменным.

Таким образом, формула для исходной силы взаимодействия между кульками будет выглядеть следующим образом:

\[F_1 = \frac{{k \cdot |q \cdot (7q)|}}{{r^2}} = \frac{{7k \cdot q^2}}{{r^2}}\]

Аналогично, формула для новой силы взаимодействия будет:

\[F_2 = \frac{{k \cdot |q \cdot q|}}{{r^2}} = \frac{{k \cdot q^2}}{{r^2}}\]

Теперь нам нужно узнать, как изменилась сила:

\[\text{Изменение силы} = F_2 - F_1 = \frac{{k \cdot q^2}}{{r^2}} - \frac{{7k \cdot q^2}}{{r^2}} = \frac{{k \cdot q^2 - 7k \cdot q^2}}{{r^2}} = \frac{{-6k \cdot q^2}}{{r^2}}\]

Таким образом, сила взаимодействия между кульками уменьшилась в 6 раз (или стала отрицательной, если выбрать отрицательное значение q). Это объясняется тем, что у нас есть взаимодействие разноименно заряженных тел, и после соприкосновения и отодвигания они стали слабее притягивать друг друга.