Задание 11 ЕГЭ по физике · задача 11272F
Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q1 = +7 нКл и q2 = –3 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?
Показать ответ и разбор
Ответ: 5,25 раз(а)
Разбор
Сначала вспомним закон Кулона: сила взаимодействия зарядов $F = k$ |$q_{1}q_{2}$| $/ r^{2}$.
Исходные заряды: $q_{1} = +7$ нКл, $q_{2} =$ –3 нКл. Модуль произведения |$q_{1}q_{2}$| $= 21 ($в нКл$^{2})$, поэтому $F = k\cdot 21 / r^{2}$.
Когда металлические шарики одинакового размера касаются, заряды перераспределяются поровну. Суммарный заряд 7 + (–$3) = 4$ нКл, значит каждый шарик получает по 2 нКл.
После разведения на то же расстояние r новая сила F′ $= k$ |$2\cdot 2$| $/ r^{2} = k\cdot 4 / r^{2}$.
Во сколько раз уменьшится модуль силы: F / F′ $= 21/4$.
Таким образом, сила взаимодействия уменьшится в 5,25 раза.
Исходные заряды: $q_{1} = +7$ нКл, $q_{2} =$ –3 нКл. Модуль произведения |$q_{1}q_{2}$| $= 21 ($в нКл$^{2})$, поэтому $F = k\cdot 21 / r^{2}$.
Когда металлические шарики одинакового размера касаются, заряды перераспределяются поровну. Суммарный заряд 7 + (–$3) = 4$ нКл, значит каждый шарик получает по 2 нКл.
После разведения на то же расстояние r новая сила F′ $= k$ |$2\cdot 2$| $/ r^{2} = k\cdot 4 / r^{2}$.
Во сколько раз уменьшится модуль силы: F / F′ $= 21/4$.
Таким образом, сила взаимодействия уменьшится в 5,25 раза.