Задача по физике. Определить точечные заряды. Два точечных заряда, один из которых в 3 раза больше второго, на расстоянии 30см в вакууме взаимодействуют силы 30ньютон. Определить эти заряды. на каком расстоянии в воде эта сила увеличится в 3 раза? Нужно решение с формулами (в подробностях)

20 Фев 2023 в 19:40
57 +1
0
Ответы
1

Дано:
q1 - заряд первого точечного заряда
q2 - заряд второго точечного заряда (q2 = q1/3)
r1 - расстояние между зарядами в вакууме (r1 = 30см = 0.3м)
F1 - сила взаимодействия в вакууме (F1 = 30Н)
r2 - расстояние между зарядами в воде

Сначала найдем значение зарядов:

Сила взаимодействия между точечными зарядами определяется законом Кулона:

F = k |q1 q2| / r^2,

где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона (k ≈ 9 10^9 Нм^2/Кл^2), |q1| и |q2| - модули зарядов, r - расстояние между зарядами.

Подставим известные значения:

30 = 9 10^9 |q1 * (q1/3)| / (0.3)^2.

Упростим уравнение:

30 = 9 10^9 q1^2 / 9 / 0.09,
30 = 10^9 * q1^2 / 0.01,
3000000000 = q1^2 / 10,
30000000000 = q1^2.

q1 = sqrt(30000000000),
q1 ≈ 1732,05 Кл.

Так как q2 = q1/3, то q2 ≈ 1732,05 / 3 ≈ 577,35 Кл.

Теперь найдем расстояние r2 при котором сила взаимодействия будет увеличена в 3 раза (F2 = 3 * F1):

3 30 = 9 10^9 |1732,05 577,35| / r2^2,
90 = 9 10^9 1732,05 * 577,35 / r2^2.

Расстояние r2 можно найти:

r2^2 = 9 10^9 1732,05 577,35 / 90,
r2^2 = 9 10^9 1732,05 577,35 / 90,
r2^2 = 1/90 9 10^9 1732,05 577,35,
r2^2 = 10^9 1732,05 577,35.

r2 ≈ sqrt(10^9 1732,05 577,35),
r2 ≈ 573 см.

Ответ: Заряды точечных зарядов равны q1 ≈ 1732,05 Кл и q2 ≈ 577,35 Кл. Сила взаимодействия между зарядами увеличится в 3 раза на расстоянии r2 ≈ 573 см в воде.

16 Апр 2024 в 16:38
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир