Для решения задачи о взаимодействии двух точечных зарядов в вакууме мы можем воспользоваться законом Кулона. Закон Кулона описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами и формулируется следующим образом:
[ F = k \cdot \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} ]
где:
- ( F ) — сила взаимодействия между зарядами (в ньютонах),
- ( k ) — коэффициент пропорциональности, называемый константой Кулона. В вакууме ( k = 8,99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2/\text{Кл}^2 ),
- ( q_1 ) и ( q_2 ) — величины зарядов (в кулонах),
- ( r ) — расстояние между зарядами (в метрах).
В данной задаче:
- ( q_1 = q_2 = 1,2 \times 10^{-9} \, \text{Кл} ),
- ( F = 1,44 \times 10^{-5} \, \text{Н} ).
Нам нужно найти ( r ). Подставим известные значения в формулу и решим уравнение относительно ( r ):
[ 1,44 \times 10^{-5} = 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{(1,2 \times 10^{-9})^2}{r^2} ]
Сначала упростим числитель:
[ (1,2 \times 10^{-9})^2 = 1,44 \times 10^{-18} ]
Теперь подставим это значение в уравнение:
[ 1,44 \times 10^{-5} = 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{1,44 \times 10^{-18}}{r^2} ]
Упростим уравнение:
[ r^2 = 8,99 \times 10^9 \cdot \frac{1,44 \times 10^{-18}}{1,44 \times 10^{-5}} ]
Теперь сократим ( 1,44 ):
[ r^2 = 8,99 \times 10^9 \cdot 10^{-13} ]
[ r^2 = 8,99 \times 10^{-4} ]
Теперь найдём ( r ), взяв квадратный корень из обеих сторон:
[ r = \sqrt{8,99 \times 10^{-4}} ]
[ r \approx 0,03 \, \text{м} ]
Таким образом, расстояние между зарядами равно приблизительно ( 0,03 ) метра.