Определите силу взаимодействия между электрическими зарядами q1 = 5∙10-4 Кл и q 2 = 2∙10-5 Кл, находящимися...

Для определения силы взаимодействия между электрическими зарядами $q_1$ и $q_2$, находящимися в дистиллированной воде на расстоянии $r$, используется закон Кулона, который в общем виде записывается следующим образом:

$F=k\frac{|q_1{q}_2|}{r^2}$

где:

• $F$ — сила взаимодействия,
• $k$ — коэффициент пропорциональности, зависящий от среды,
• $q_1$ и $q_2$ — величины зарядов,
• $r$ — расстояние между зарядами.

В вакууме коэффициент $k$ имеет значение:

$k=\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0}$

где ${\epsilon }_0$ — электрическая постоянная, ${\epsilon }_0=8.85\times {10}^{-12}\text{Ф/м}$.

Однако, в данном случае заряды находятся в дистиллированной воде, которая является диэлектриком. Для диэлектрика коэффициент $k$ изменяется и записывается как:

$k=\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0{\epsilon }_r}$

где ${\epsilon }_r$ — диэлектрическая проницаемость среды. Для дистиллированной воды ${\epsilon }_r\approx 80$.

Теперь подставим все известные значения в формулу:

1. Заряды: $q_1=5\times {10}^{-4}\text{Кл}$ и $q_2=2\times {10}^{-5}\text{Кл}$.
2. Расстояние: $r=5\text{см}=0.05\text{м}$.
3. Диэлектрическая проницаемость воды: ${\epsilon }_r=80$.

Тогда:

$k=\frac{1}{4\pi {\epsilon }_0{\epsilon }_r}=\frac{1}{4\pi \times 8.85\times {10}^{-12}\text{Ф/м}\times 80}$

Выполним расчет для $k$:

$k=\frac{1}{4\pi \times 8.85\times {10}^{-12}\times 80}\approx 1.12\times {10}^9\text{Н}\cdot {\text{м}}^2/{\text{Кл}}^2$

Теперь подставим все значения в закон Кулона:

$F=1.12\times {10}^9\times \frac{(5\times {10}^{-4})\times (2\times {10}^{-5})}{(0.05{)}^2}$

Выполним расчет числителя и знаменателя:

$F=1.12\times {10}^9\times \frac{{10}^{-8}}{2.5\times {10}^{-3}}$ $F=1.12\times {10}^9\times 4\times {10}^{-6}$

Теперь умножим:

$F=4.48\times {10}^3\text{Н}$

Таким образом, сила взаимодействия между зарядами $q_1$ и $q_2$ в дистиллированной воде на расстоянии 5 см друг от друга составляет $4.48\times {10}^3\text{Н}$.

Для определения силы взаимодействия между электрическими зарядами в дистиллированной воде мы можем использовать закон Кулона. Согласно этому закону, сила взаимодействия между двумя зарядами пропорциональна произведению этих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Используя формулу для закона Кулона: F = k |q1 q2| / r^2, где F - сила взаимодействия, k - постоянная Кулона $8,99\bullet {10}^9Н\bullet {м}^2/К{л}^2$, q1 и q2 - величины зарядов, а r - расстояние между зарядами, мы можем вычислить значение силы.

Подставляя данные в формулу, получаем: F = 8,99∙10^9 |5∙10^-4 2∙10^-5| / $0,05$^2 = 8,99∙10^9 * |10^-8| / 0,0025 = 8,99∙10^1 Н ≈ 89 Н

Таким образом, сила взаимодействия между электрическими зарядами q1 = 5∙10^-4 Кл и q2 = 2∙10^-5 Кл, находящимися в дистиллированной воде на расстоянии 5 см друг от друга, составляет примерно 89 Н.