Яка сила взаємодії між кульками після дотику, виражена в мкН? Який модуль заряду кожної кульки після дотику, виражений

Для решения этой задачи, нам понадобятся некоторые физические константы, которые я предоставлю вам. Заряд элементарной частицы \( e = 1.6 \times 10^{-19} \) Кл, а постоянная Кулона \( k = 9 \times 10^9 \) Н м\(^2\)/Кл\(^2\).

Дано, что у нас имеются две кульки, которые взаимодействуют между собой после касания.

1. Для определения силы взаимодействия между ними, мы можем использовать закон Кулона. Сила взаимодействия между двумя заряженными частицами определяется формулой:

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

где \( F \) - сила взаимодействия, \( k \) - постоянная Кулона, \( q_1 \) и \( q_2 \) - заряды куль, а \( r \) - расстояние между ними.

2. Чтобы определить заряд каждой кульки после касания, нам нужно применить законы сохранения заряда. Поскольку ни один заряд не создается или уничтожается, общий заряд системы до и после касания должен оставаться неизменным. Перед дотиком, мы можем предположить, что одна кулька имеет заряд \( q \), а другая кулька - нулевой заряд (или наоборот).

Объединение наших знаний, мы можем перейти к пошаговому решению задачи.

1. Славим формулу для определения силы взаимодействия: \[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \]
Поскольку не указаны значения зарядов куль \( q_1 \) и \( q_2 \), то мы предположим, что \( q_1 = q \) и \( q_2 = 0 \). Это предположение позволит нам найти максимальное значение силы взаимодействия, когда одна из куль имеет заряд \( q \), а другая кулька не имеет заряда.
Таким образом, формула для силы взаимодействия принимает вид: \[ F = \frac{{k \cdot |q \cdot 0|}}{{r^2}} = 0 \]
Мы видим, что взаимодействие между кульками является отталкивающим, поскольку сила равна нулю.

Ответ: Сила взаимодействия между кульками после дотика равна нулю и выражена в мкН.

2. Теперь перейдем к определению заряда каждой кульки после касания.
В начале предполагаем, что одна кулька имеет заряд \( q \), а другая - заряд \( 0 \). После касания, где их заряды перераспределяются, мы предполагаем, что обе кульки имеют одинаковый и равный заряд \( q" \).

С помощью законов сохранения заряда, мы можем сказать, что сумма зарядов до и после касания должна оставаться одной и той же.
Заряд до касания: \( q_1 + q_2 = q + 0 = q \)
Заряд после касания: \( q_1" + q_2" = 2q" \)

Следовательно, \( 2q" = q \), откуда получаем \( q" = \frac{q}{2} \)

Ответ: Модуль заряда каждой кульки после касания равен \(\frac{q}{2}\) и выражен в нКл.

3. Наконец, чтобы определить количество лишних электронов на каждой кульке после касания, мы можем использовать соотношение между зарядом и количеством избыточных электронов или отсутствием электронов на кульке.
Поскольку заряд равежданный заряд каждой кульки после касания составляет \( \frac{q}{2} \), мы предполагаем, что одна кулька имеет отсутствие лишних электронов, а другая кулька имеет \( x \) лишних электронов.

Заряд до: \( q_1 + q_2 = q \)
Заряд после: \( q_1" + q_2" = \frac{q}{2} \)

Предполагая, что \( q_1 = 0 \) и \( q_2 = q \), мы можем записать:

\( q_1" + q_2" = \frac{q}{2} \)
\( 0 + (q + x)e = \frac{q}{2} \)

Упрощая это уравнение, получаем:

\( q + x = \frac{q}{2} \)
\( x = \frac{-q}{2} \)

Таким образом, количество лишних электронов на каждой кульке равно \(\frac{-q}{2}\).

Ответ: Количество надлишковых электронов на каждой кульке после касания составляет \(\frac{-q}{2}\).

Я надеюсь, что это подробное объяснение помогло вам понять решение задачи. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!