Задание 11 ЕГЭ по физике · задача 7684DC
Во сколько раз уменьшится модуль сил взаимодействия двух небольших металлических шариков одинакового диаметра, имеющих заряды q1 = +2 нКл и q2 = 6 нКл, если шарики привести в соприкосновение и раздвинуть на прежнее расстояние?
Показать ответ и разбор
Ответ: 3 раз(а)
Разбор
Сначала вспомним закон Кулона: сила взаимодействия зарядов $F = k$ |$q_{1}q_{2}$| $/ r^{2}$.
Исходные заряды: $q_{1} = +2$ нКл, $q_{2} =$ –6 нКл. Модуль силы до соприкосновения:
$F = k$ |$2 \cdot ($–6)| $/ r^{2} = 12k / r^{2}$.
Когда металлические шарики одинакового размера касаются, заряды перераспределяются поровну. Суммарный заряд: +2 + (–$6) =$ –4 нКл. Каждый шарик получает по –2 нКл.
После разведения на то же расстояние модуль новой силы:
$F' = k$ |–$2 \cdot ($–2)| $/ r^{2} = 4k / r^{2}$.
Во сколько раз уменьшился модуль силы: $F / F' = 12k / 4k = 3$.
Таким образом, сила стала в 3 раза меньше.
Исходные заряды: $q_{1} = +2$ нКл, $q_{2} =$ –6 нКл. Модуль силы до соприкосновения:
$F = k$ |$2 \cdot ($–6)| $/ r^{2} = 12k / r^{2}$.
Когда металлические шарики одинакового размера касаются, заряды перераспределяются поровну. Суммарный заряд: +2 + (–$6) =$ –4 нКл. Каждый шарик получает по –2 нКл.
После разведения на то же расстояние модуль новой силы:
$F' = k$ |–$2 \cdot ($–2)| $/ r^{2} = 4k / r^{2}$.
Во сколько раз уменьшился модуль силы: $F / F' = 12k / 4k = 3$.
Таким образом, сила стала в 3 раза меньше.