Η ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ δύο φορτίων που βρίσκονται σε απόσταση 2 μέτρων είναι 0,10N. Τι θα προσελκύσει η χρέωση 2-C και ένα 8-C μεταξύ τους όταν τοποθετούνται στην ίδια απόσταση μεταξύ τους;

Εδώ είναι πώς να λύσετε αυτό το πρόβλημα:

Κατανόηση του νόμου του Coulomb

Ο νόμος του Coulomb περιγράφει την ηλεκτροστατική δύναμη μεταξύ δύο φορτίων:

* f =k * (q1 * q2) / r²

Οπου:

* f είναι η ηλεκτροστατική δύναμη

* k είναι η σταθερά του Coulomb (περίπου 8.98755 × 10⁹ n⋅m²/c²)

* Q1 και q2 είναι τα μεγέθη των χρεώσεων

* r Είναι η απόσταση μεταξύ των χρεώσεων

Επίλυση του προβλήματος

1. Βρείτε το προϊόν των αρχικών χρεώσεων:

Δεδομένου ότι γνωρίζουμε την αρχική δύναμη (0,10 N) και την απόσταση (2 μέτρα), μπορούμε να αναδιατάξουμε τον νόμο της Coulomb για να βρούμε το προϊόν των αρχικών χρεώσεων:

* (q1 * q2) =(f * r²) / k

* (Q1 * Q2) =(0.10 n * (2 m) ²) / (8.98755 × 10⁹ n⋅m² / c²)

* (q1 * q2) ≈ 4.45 × 10⁻ ¹ c²

2. Υπολογίστε τη νέα δύναμη:

Τώρα έχουμε το προϊόν των αρχικών χρεώσεων και των νέων χρεώσεων (2 C και 8 C). Μπορούμε να συνδέσουμε αυτές τις τιμές στο νόμο του Coulomb για να βρούμε τη νέα δύναμη:

* F =k * (q1 * q2) / r²

* F =(8.98755 × 10⁹ n⋅m² / c²) * (2 c * 8 c) / (2 m) ²

* F ≈ 35,95 × 10⁹ n

απάντηση

Το φορτίο 2-C και το φορτίο 8-C θα προσελκύουν ο ένας τον άλλον με δύναμη περίπου 35,95 × 10⁹ n όταν τοποθετούνται 2 μέτρα μεταξύ τους.