Два одинаковых точечных заряда, находясь в воде на расстоянии 0,1 м друг от друга, взаимодействуют с некоторой силой. На каком расстоянии их нужно поместить в вакууме, чтобы сила взаимодействия не изменилась? Диэлектрическая проницаемость воды равна 81. Ответ дать в СИ.
Для того чтобы найти расстояние между точечными зарядами в вакууме, на котором сила взаимодействия не изменится, можно воспользоваться формулой для силы взаимодействия двух точечных зарядов:
F = k q1 q2 / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона 8.9875<em>109Н</em>м2/Кл28.9875 <em> 10^9 Н </em> м^2 / Кл^28.9875<em>109Н</em>м2/Кл2, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.
Так как диэлектрическая проницаемость воды равна 81, то в воде сила взаимодействия будет F_water = F / 81.
Чтобы сила взаимодействия не изменилась при переходе из воды в вакуум, можно приравнять F_water к F:
F / 81 = k q1 q2 / r_vacuum^2,
где r_vacuum - расстояние между зарядами в вакууме.
Отсюда можно найти r_vacuum:
r_vacuum = r / sqrt818181 = r / 9 = 0.1 м / 9 = 0.0111 м.
Таким образом, для сохранения силы взаимодействия двух точечных зарядов необходимо поместить их в вакууме на расстоянии 0.0111 м друг от друга.
Для того чтобы найти расстояние между точечными зарядами в вакууме, на котором сила взаимодействия не изменится, можно воспользоваться формулой для силы взаимодействия двух точечных зарядов:
F = k q1 q2 / r^2,
где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона 8.9875<em>109Н</em>м2/Кл28.9875 <em> 10^9 Н </em> м^2 / Кл^28.9875<em>109Н</em>м2/Кл2, q1 и q2 - величины зарядов, r - расстояние между зарядами.
Так как диэлектрическая проницаемость воды равна 81, то в воде сила взаимодействия будет F_water = F / 81.
Чтобы сила взаимодействия не изменилась при переходе из воды в вакуум, можно приравнять F_water к F:
F / 81 = k q1 q2 / r_vacuum^2,
где r_vacuum - расстояние между зарядами в вакууме.
Отсюда можно найти r_vacuum:
r_vacuum = r / sqrt818181 = r / 9 = 0.1 м / 9 = 0.0111 м.
Таким образом, для сохранения силы взаимодействия двух точечных зарядов необходимо поместить их в вакууме на расстоянии 0.0111 м друг от друга.