Условие задачи:

Два одинаковых металлических шарика с зарядами -15 и 25 мкКл, вследствие притяжения соприкоснулись и потом разошлись на 5 см. Найти силу взаимодействия между ними после соприкосновения.

Задача №6.1.12 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$q_1=-15$ мкКл, $q_2=25$ мкКл, $R=5$ см, $F-?$

Решение задачи:

После соприкосновения шариков их заряд распределится так, что на каждом из них окажется заряд $q$, который можно найти как среднее между величинами начальных зарядов $q_1$ и $q_2$:

$$q = \frac{{{q_1} + {q_2}}}{2}\;\;\;\;(1)$$

Согласно закону Кулона силу взаимодействия $F$ между шариками, находящимися на расстоянии $R$, вследствие взаимодействия их зарядов $q$ можно найти по формуле:

$$F = \frac{{k{q^2}}}{{{R^2}}}\;\;\;\;(2)$$

Здесь $k$ — коэффициент пропорциональности, это физическая постоянная, равная 9·10⁹ Н·м²/Кл².

Вообще в формулу (2) подставляются абсолютные величины зарядов (то есть их модули), но у нас в формуле фигурирует выражение $q^2$, поэтому нам неинтересен знак результата выражения (1).

В итоге получим:

$$F = \frac{{k{{\left( {{q_1} + {q_2}} \right)}^2}}}{{4{R^2}}}$$

Переведём расстояние между зарядами $R$ в метры:

$$5\;см = 0,05\;м$$

Произведём расчёт ответа:

$$F = \frac{{9 \cdot {{10}^9} \cdot {{\left( { — 15 \cdot {{10}^{ — 6}} + 25 \cdot {{10}^{ — 6}}} \right)}^2}}}{{4 \cdot {{0,05}^2}}} = 90\;Н$$

Ответ: 90 Н.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

6.1.11 Два точечных заряда 5 и 15 нКл находятся на расстоянии 4 см друг от друга
6.1.13 Два одинаковых маленьких металлических шарика с зарядами 120 и 80 нКл
6.1.14 Во сколько раз изменится сила кулоновского притяжения двух маленьких шариков