Який заряд мають дві краплі води, які мають однакові заряди і знаходяться на відстані 5 см одна від одної, якщо сила відштовхування між ними становить 8,1 мкН?
Lunnyy_Homyak
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся формулы для силы электростатического взаимодействия и расстояния между зарядами.
Закон Кулона для силы \( F \) между двумя точечными зарядами может быть записан следующим образом:
\[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \]
Где:
\( F \) - сила взаимодействия,
\( k \) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)),
\( q_1 \) и \( q_2 \) - заряды двух крапель,
\( r \) - расстояние между краплями.
Мы знаем, что сила взаимодействия между краплями составляет 8,1 мкН (микроньютон) и расстояние между краплями равно 5 см (или 0,05 м).
Мы также знаем, что крапли имеют одинаковый заряд. Пусть заряд каждой крапли будет обозначен как \( q \).
Теперь мы можем записать уравнение для силы взаимодействия между краплями:
\[ 8,1 \times 10^{-6} = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot |q \cdot q|}}{{(0,05)^2}} \]
Чтобы найти заряд крапель (\( q \)), мы решим это уравнение.
\[ 8,1 \times 10^{-6} \cdot 0,05^2 = 9 \times 10^9 \cdot q^2 \]
\[ q^2 = \frac{{8,1 \times 10^{-6} \cdot 0,05^2}}{{9 \times 10^9}} \]
\[ q^2 = 4,05 \times 10^{-14} \]
\[ q = \sqrt{4,05 \times 10^{-14}} \]
\[ q \approx 2,01 \times 10^{-7} \, \text{Кл} \]
Таким образом, каждая крапля имеет заряд примерно \( 2,01 \times 10^{-7} \, \text{Кл} \).
Закон Кулона для силы \( F \) между двумя точечными зарядами может быть записан следующим образом:
\[ F = \frac{{k \cdot |q_1 \cdot q_2|}}{{r^2}} \]
Где:
\( F \) - сила взаимодействия,
\( k \) - постоянная Кулона (\(9 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2\)),
\( q_1 \) и \( q_2 \) - заряды двух крапель,
\( r \) - расстояние между краплями.
Мы знаем, что сила взаимодействия между краплями составляет 8,1 мкН (микроньютон) и расстояние между краплями равно 5 см (или 0,05 м).
Мы также знаем, что крапли имеют одинаковый заряд. Пусть заряд каждой крапли будет обозначен как \( q \).
Теперь мы можем записать уравнение для силы взаимодействия между краплями:
\[ 8,1 \times 10^{-6} = \frac{{(9 \times 10^9) \cdot |q \cdot q|}}{{(0,05)^2}} \]
Чтобы найти заряд крапель (\( q \)), мы решим это уравнение.
\[ 8,1 \times 10^{-6} \cdot 0,05^2 = 9 \times 10^9 \cdot q^2 \]
\[ q^2 = \frac{{8,1 \times 10^{-6} \cdot 0,05^2}}{{9 \times 10^9}} \]
\[ q^2 = 4,05 \times 10^{-14} \]
\[ q = \sqrt{4,05 \times 10^{-14}} \]
\[ q \approx 2,01 \times 10^{-7} \, \text{Кл} \]
Таким образом, каждая крапля имеет заряд примерно \( 2,01 \times 10^{-7} \, \text{Кл} \).
Знаешь ответ?