Question

Два одинаковых проводящих шарика обладающих зарядами -2*10⁻8 и-9*10⁻8 Кл находятся на расстоянии 10 см друг от друга. Их приводят в соприкосновение и разводят на прежнее расстояние . Найти силы взаимодействия до и после соприкосновения шариков

Answer 1

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов определяется законом Кулона:
F = k*|q1|*|q2| / (ε*r²), где
F – сила взаимодействия зарядов, Н;
|q1| и |q2| – модули (положительные значения) взаимодействующих зарядов, Кл;
ε – диэлектрическая проницаемость среды (ничего не сказано про среду, значит считаем, что всё происходит в воздухе, тогда примем ε = 1);
r = 10 см = 0,1 м – расстояние между зарядами, м;
k = 9*10^9 Н*м²/Кл² – постоянный коэффициент.

Я не буду писать единицы измерения, т.к. всё подставляю в СИ, и результат будет в СИ – ньютоны.

В первом случае:
F1 = 9*10^9 * |-2*10^(-8)| * |-9*10^(-8)| / (1 * 0,1²),
F1 = 0,00162 Н = 1,62 мН.

При соприкосновении шарики обменяются зарядами так, что они станут у них одинаковыми. Суммарный заряд был -11*10^(-8) Кл, значит после соприкосновения у каждого будет половина от этого значения, т.е. по -5,5*10^(-8) Кл.
Во втором случае:
F2 = 9*10^9 * |-5,5*10^(-8)| * |-5,5*10^(-8)| / (1 * 0,1²),
F2 ≈ 0,00272 Н = 2,27 мН.

В обоих случаях оба заряда отрицательные, значит в обоих случаях сила взаимодействия имеет характер отталкивания.