Для решения задачи, связанной с взаимодействием электрических зарядов, мы можем воспользоваться законом Кулона. Закон Кулона описывает силу взаимодействия между двумя точечными зарядами и формулируется следующим образом:
[ F = k_e \frac{|q_1 \cdot q_2|}{r^2} ]
где:
- (F) — сила взаимодействия между зарядами,
- (k_e) — электрическая постоянная (кулоновская постоянная), (k_e \approx 8.99 \times 10^9 \, \text{Н} \cdot \text{м}^2 / \text{Кл}^2),
- (q_1) и (q_2) — величины зарядов,
- (r) — расстояние между зарядами.
В данной задаче нам известны:
- заряды (q_1 = 5 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) (5 нКл) и (q_2 = 6 \times 10^{-9} \, \text{Кл}) (6 нКл),
- сила взаимодействия (F = 1.2 \times 10^{-3} \, \text{Н}) (1.2 мН).
Нам нужно найти расстояние (r) между этими зарядами. Подставим известные значения в уравнение Кулона и решим его относительно (r):
[ 1.2 \times 10^{-3} = (8.99 \times 10^9) \frac{(5 \times 10^{-9}) \cdot (6 \times 10^{-9})}{r^2} ]
Упростим уравнение:
[ 1.2 \times 10^{-3} = (8.99 \times 10^9) \frac{30 \times 10^{-18}}{r^2} ]
[ 1.2 \times 10^{-3} = (8.99 \times 10^9) \cdot (30 \times 10^{-18}) \cdot r^{-2} ]
[ 1.2 \times 10^{-3} = 269.7 \times 10^{-9} \cdot r^{-2} ]
Теперь выразим (r^2):
[ r^2 = \frac{269.7 \times 10^{-9}}{1.2 \times 10^{-3}} ]
[ r^2 = \frac{269.7 \times 10^{-9}}{1.2 \times 10^{-3}} ]
[ r^2 = 224.75 \times 10^{-6} ]
Найдём (r) путём извлечения квадратного корня:
[ r = \sqrt{224.75 \times 10^{-6}} ]
[ r \approx 0.015 \, \text{м} ]
Таким образом, два точечных заряда величиной 5 нКл и 6 нКл нужно расположить на расстоянии примерно 0.015 метров (или 1.5 сантиметра) друг от друга, чтобы они отталкивались с силой 1.2 мН.